四川昭觉地区优质偏硅酸地下水的特征、成因及其开发利用建议

【研究目的】近年来,随着生活水平的不断提高,人们对健康饮水的要求也在不断提高,寻找与开发富含H₂SiO₃等矿物质优质地下水已成为关键。【研究方法】本文以昭觉地区水文地质调查工程、地下水污染调查工程所获取的地下水化学数据为基础,探讨了昭觉地区富H₂SiO₃地下水的分布特点、元素水文地球化学特征、形成条件及成因。【研究结果】结果显示：（1）全县富H₂SiO₃（≥25 mg/L）地下水均属于低矿化度偏碱性水,分布在基底岩石为玄武岩的6个片区,H₂SiO₃含量一般介于25.74~46.04 mg/L,pH含量一般介于7.4~8.58,TDS含量一般介于49.4~333 mg/L;（2）玄武岩地下水存在HCO₃－Ca、HCO₃－Ca·Mg、HCO₃－Ca·Na、HCO₃－Ca·Mg·Na、HCO₃－Na等5种水化学类型,总体以HCO₃－Ca · Mg为主,其次为HCO₃－Ca,再次为HCO₃－Ca · Na,三者分别占总采样点数的50.00%、25.76%、12.12%;（3）全县富H₂SiO₃地下水的形成受水岩相互作用、硅酸盐矿物的分布范围及其可溶性、围岩裂隙发育程度、水源涵养及补给条件等四方面因素影响,其中水岩相互作用占据主导作用;（4）在后续开发利用过程中,需进一步揭示影响地下水中H₂SiO₃分布与迁移的因素。【结论】研究结果可以为昭觉地区矿泉水产业的发展及城乡优质水源地的建设提供依据。创新点：系统总结了昭觉县优质偏硅酸地下水空间分布特征和水化学特征;从形成条件与水岩作用的角度探讨了优质偏硅酸地下水的形成机制。     

安徽马鞍山市当涂地区地下水水化学特征及演化机制

【研究目的】 了解长江中下游平原地区地下水流系统并深入分析其地下水水化学特征及其演化机制。【研究方法】 综合马鞍山市当涂地区的水文地质条件、水动力场等,基于研究区水化学基本特征,运用多元统计分析、水化学图件、离子比值和反向水文地球化学模拟等方法对该地区浅层地下水水化学演化进行分析。【研究结果】 结果表明：（1）研究区地下水主要为低矿化度偏碱性水,地下水组分中阳离子以Ca²⁺和Mg²⁺为主,阴离子以HCO₃^-和SO₄^2-为主。（2）研究区地下水水化学类型主要可分为7类,其中松散岩类孔隙含水岩组和碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组的水化学类型主要为HCO₃^-Ca型、HCO₃^-Ca·Na型、HCO₃·Cl-Ca·Na型以及HCO₃^-Ca·Mg型;基岩类裂隙含水岩组的化学类型主要为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型和SO₄·HCO₃^-Ca·Mg型。（3）研究区浅层地下水水样超标率为46%,总体水质较差,超标率较高的组分依次为Mn、高锰酸盐指数（COD_Mn）、硝酸盐（以N计）、Fe、As、氨氮（以N计）等。（4）研究区地下水的化学组分主要受到岩石风化作用的控制;此外,还存在Na-Ca的正向阳离子交替吸附作用。反向水文地球化学模拟结果进一步定量论证了水岩相互作用对本区浅层地下水组分的形成和演化起着主导作用。【结论】 研究区地下水主要为低矿化度偏碱性,主要可分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水和基岩类裂隙水。主要离子比例和反向水文地球化学模拟揭示了本区浅层地下水化学组分主要是地下水溶滤方解石、白云石等碳酸盐矿物、石英、长石等硅酸盐矿物,高岭土等黏土矿物以及岩盐、石膏等达到过饱和之后形成的。     

哈密盆地地下水系统水化学特征及形成演化

哈密盆地地下水系统形成受构造运动与水文地质条件共同控制,通过划分哈密盆地地下水系统,分区阐述哈密盆地地下水水文地球化学特征与水化学成因及控制因素,从水文地球化学的角度阐明盆地系统的地下水水化学演化规律。结果表明,哈密盆地地下水水化学特征呈明显分带性,沿地下水流动方向,水化学类型逐渐由HCO₃型演化为SO₄型、最终演化为Cl型;水体TDS含量不断升高,地下水由淡水逐渐演化为微咸水、咸水。地下水离子来源主要为硅酸盐岩与蒸发岩盐溶解,水化学过程受蒸发浓缩作用控制,岩石风化作用与季节变化共同影响。沿地下水径流方向,地下水经盐分溶滤、盐分迁移并在排泄区附近形成盐分聚集带;盐分迁移沿程溶滤作用逐渐减弱,蒸发浓缩作用逐渐增强。哈密盆地地下水化学空间演化主要受自然因素影响驱动,时间演化驱动因素主要为气候变化和工矿活动农业灌溉等人类活动。     

长春新区地下水水质特征及其对生态健康的评价

【研究目的】为查明长春新区地下水特征及演化，支撑东北老工业基地建设。【研究方法】本文在调查取样的基础上，充分利用前人成果资料，应用SPSS分析软件、地下水污染分析软件，通过对长春新区的地质条件、水化学参数空间分布特征、地下水化学类型、地下水化学成因的分析，得出系列结果。【研究结果】长春新区地下水的硬度较高且矿化度较大，HCO₃^－在地下水的离子中占据主导，Ca²⁺、Cl^-、O₄^2-、Na⁺在地下水中的绝对质量浓度较高；pH、H₂SiO₃、Sr、TDS、Mg₂₊、HCO₃^－的质量浓度相对稳定；地下水离子以HCO₃^－和Ca²⁺为主；Na⁺和K+同时来自岩盐和硅酸岩的溶解；Ca²⁺和Mg₂₊主要来源于碳酸盐的溶解。区内地下水质量可分为四级，其中Ⅴ类水未评出。【结论】总体来看，Ⅰ类水占7.50%，Ⅱ类水占32.10%，Ⅲ类水占20.80%，Ⅳ类水占39.60%。较好以上地下水占60.4%，总体情况较好。创新点：研究了国家级新区的地下水化学、成因和演化，得出地下水的水质特征，有效支撑区域生态健康发展。     

西藏沃卡地堑地下热水水文地球化学特征及其形成机制

通过沃卡地堑盆地地下热水水文地球化学特征研究,进行热储温度、补给高程计算,建立沃卡地堑地下热水系统中-高温地热概念模型。结果表明,沃卡温泉为中偏碱性水,溶解性总固体较低,水化学类型主要为SO₄-Na型、SO₄·Cl-Na型、HCO₃·SO₄-Na型。热水水文地球化学特征表明,沃卡盆地地下热水系统具有大气降水补给、浅循环地下水的特征,热水以深部熔融体为热源,受控于沃卡半隐伏控热断裂构造,但受裂隙潜水或地表冷水的混合作用,其Na-K-Mg平衡图表现为部分平衡或混合水。利用混合模型对热储真实温度进行估算,得到热储的温度范围为120~200℃,冷水混入比例为70%~83%。     

浙江宁波平原地下水水化学特征及其生态环境效应

【研究目的】 为查明浙江宁波平原地下水特征及成因演化,促进宁波地区地下水环境优化。【研究方法】 在野外调查和取样分析的基础上,充分利用前人资料,综合运用数理统计、相关性分析、Piper三线图、离子比例系数及环境同位素等方法手段,全面系统地分析了宁波平原地下水状况。【研究结果】 宁波平原地表水和潜水以淡水为主,Ⅰ承压水和Ⅱ承压水以微咸水、咸水为主,潜水中HCO₃^-占绝对优势,Cl^-、Ca²⁺、Na⁺次之,地表水和承压水中Cl^-、Na⁺占主导地位,HCO₃^-次之。4种水共划分23种水化学类型,地表水和潜水受大气降水影响明显,深层承压水以封存型为主,与浅表水体天然联系不密切,受地质历史时期海侵影响较大。【结论】 与20世纪70年代相比,宁波城区Ⅰ承压淡水体分布范围无明显变化,Ⅱ承压水在人类生产生活和水体自然循环双重影响下,原淡水区演化出孤岛状咸水体,但淡水体整体分布范围外扩,面积增加了约12 km₂,其生态环境效应趋于正向发展。     

河南淮阳县地热流体化学特征及其成因分析

【研究目的】淮阳地热属于典型的中低温沉降盆地型地热,研究淮阳县地热资源的质与量,有助于其合理开发利用及科学管理。【研究方法】本文综合利用地球化学、环境同位素,对淮阳县地温场及地热流体化学特征和成因进行分析研究。【研究结果】结果表明,深部热储地温场受基底构造与断裂影响较明显,构造单元分界处和多条断裂交汇处,地温梯度较高,如苏庄地温梯度3.75℃/100 m,其他地段<3.5℃/100 m。研究区内地热流体中主要为Cl·HCO₃·SO₄-Na、Cl·SO₄·HCO₃－Na、Cl·SO4-Na型。地热流体中阳离子主要以Na⁺为主,阴离子呈多样化,研究区地热流体主要来源于西部伏牛山区的大气降水,且地热流体发生水-岩作用,但相对较弱。地热流体为1952年前入渗补给的“古水”。【结论】淮阳经济可开采热储层主要为新近系明化镇组和馆陶组,区内地热资源开发主要可用来供暖,以促进当地经济发展,助力于本地区“双碳”目标的达成。创新点：分析了淮阳地温梯度与地质构造和断裂活动的关系;结合地层特性,讨论了淮阳地热流体中不同离子的来源以及地热流体的主要来源。     

安徽长江经济带地热资源赋存特征及潜力评价

【研究目的】安徽长江经济带地热资源储量丰富,未来开发利用前景好,对该区域进行地热资源评价可为安徽省能源结构优化及地热资源可持续开发利用提供科学依据。【研究方法】在分析研究区地质构造、地层岩性、地热流体水化学类型等地质与水文地质条件的基础上,揭示了安徽长江经济带地热资源概况及分布特征,探讨了隆起山地对流型和沉积盆地传导型地热资源的赋存特征,并对其储量及开发利用潜力进行评价。【研究结果】安徽长江经济带地热资源热储主要赋存在巢湖—和县基岩隆起区、大别山隆起区、沿江基岩隆起区、江南隆起等隆起山地及定远断陷盆地、肥东断陷盆地、霍山—九井盆地、庐枞断陷盆地、安庆断陷盆地、宣城断陷盆地等沉积盆地。前者隆起区热储类型为带状,岩性以断裂破碎带中花岗岩为主,后者断陷盆地热储类型为层状及层状兼带状,岩性以砂岩和碳酸盐岩为主。带内热储主要为偏硅酸·氟热矿水,隆起山地型地热流体水化学类型主要为SO₄、HCO₃型水,沉积盆地型地热流体水化学类型主要为HCO₃型水。通过潜力评价可知,隆起山地型地热资源潜力较小,且处于开发利用状态的地热田基本处于超采状态;沉积盆地型地热资源潜力相对较大,其中潜力大、中和小的盆地分别有4处、6处和10处。【结论】安徽长江经济带区域内地热资源潜力分布不均,地热资源需要分区规划利用,并且需要考虑高氟、高矿化度热矿水利用造成的地表水环境污染。     

沧县隆起北部地区地热资源特征及开发潜力

【研究目的】地热资源特征研究及开发潜力分析是开发区域地热资源的重要依据。【研究方法】本文将前人研究成果与最新钻井资料相结合,通过对沧县隆起北部地区地热地质背景、热储分布、地温场特征、水化学资源类型等主要因素进行剖析,建立了该区的地热成藏模式。【研究结果】沧县隆起北部地区是在渤海湾伸展型沉积盆地高大地热流值背景下,由北部燕山裸露区基岩接受的大气降水作为近源补给水源,进入基岩的冷水在深层循环过程中受到深部热源加热增温,沿断裂破碎带和不整合面向上运移富集,形成的以传导型传热机制为主的地热系统。【结论】本区地热资源特点为热储类型多、盖层地温梯度高、补给速度快、资源量巨大。主要表现为：区内分布馆陶组砂岩热储,奥陶系、蓟县系雾迷山组岩溶热储三套主力热水储集层;地温场分布主要受基底构造形态控制,基岩凸起区的平均地温梯度为45℃/km;地下水类型随着埋深的增加由HCO₃-Na、HCO₃·SO₄-Na型水向成熟的Cl-Na型水过渡;本区内三套热储的可采地热资源量为1.67×10¹⁰GJ,折合标煤5.72×10⁸t,年可开采地热资源量可满足供暖面积2亿m²,若在采灌平衡的条件下,沧县隆起北部地区年可采地热资源量为7.06×10⁷GJ,折合标煤2.41×10⁶t,可满足供暖面积0.85亿m²,具有良好的地热市场开发前景。     

鲁中山丘区地下水硝酸盐污染状况研究

地下水中硝酸盐污染是人们高度关注的问题,本文通过大量的水质测试分析资料,对位于鲁中山丘区的临朐县、沂源县、沂水县及莒县境内浅层地下水中硝酸盐污染状况进行了评价。评价结果显示,研究区浅层地下水中硝酸盐污染严重,硝酸盐含量(以氮计)大于20 mg/L的Ⅳ、Ⅴ类水水样占总水样的35.17%,Ⅳ、Ⅴ类水分布面积约2 655 km^2,占研究区总面积的33%左右。地下水中硝酸盐污染多呈面状分布特征,农业生产中化肥、有机肥的施用是引起地下水中硝酸盐含量升高的主要原因。     

Using soil and Quaternary geological information to assess the intrinsic groundwater vulnerability of shallow aquifers: an example from Lithuania

Lithuania, in the Baltic region of northern Europe, is heavily dependent on groundwater resources for its public water supply, with a large proportion, especially in rural areas, derived from shallow Quaternary aquifers. A national groundwater-vulnerability methodology, based upon the UK approach, has been developed on behalf of the Lithuanian Ministry of Environmental Protection as a possible basis for the future protection of shallow groundwater resources for the rural inhabitants. Some modifications to the UK methodology were required to enable archive data to be used. The four aquifer classes depicted on the final groundwater vulnerability map are based upon the assessed relative permeabilities of the uppermost Quaternary deposits. The derivation of the classification of soil-leaching potential required a reassessment of Soviet-based soil wetness and particle-size classes and a calculation of subsoil-saturated hydraulic conductivity. A preliminary validation of the final maps against available shallow groundwater samples suggests that the methodology satisfactorily predicts the intrinsic groundwater vulnerability. The final methodology, based upon its low-cost approach using archive data, is relevant to the current needs of Lithuania and can be applied in other regions of similar geology and climate. Electronic Publication     

论实行最严格地下水资源管理

2011年元月,中共中央国务院发布了一号文件:"关于加快水利改革发展的决定",强调要实行最严格的水资源管理制度。地下水是公共生活供水和工农业用水的最佳水资源,是防旱抗旱最为可靠的后备水资源,尤其值得注意的是地下水是保证国家安全的战略水资源。根据目前我国地下水遭遇日益严重的过量超采和水质污染,并引发一系列地质灾害。要加强对全国地下水资源的科学管理,提出6点建议:1)开展水文地质补充勘察和调查;2)强化地下水综合监测网的建设;3)把监测和水质保护作为新时期加强地下水管理的重要内容;4)加强地下水的科学研究;5)要建立和完善保障地下水安全和合理开发的法规体系;6)理顺地下水专业人才培养渠道,培养高级专业人才。     

Groundwater behaviour in Madeira, volcanic island (Portugal)

Madeira Island is a hot-spot originating from a mantle plume. K-Ar age determinations indicate that the emerged part of the island was generated during Post-Miocene times 6000–7000 years B.P. Groundwater occurs in perched-water bodies, spring discharge from them is high, about 3,650 l/s; in dike-impounded water and basal groundwater. Basal groundwater is exploited by tunnels (1,100 l/s) and wells (1,100 l/s). Hydraulic gradients range from 10^–4 to 10^–2 and transmissivity ranges from 1.16×10^–2 to 2.89×10^–1 m²/s, indicating the heterogeneity of the volcanic aquifers. Water mineralisation is variable, and electrical conductivity ranges from 50 to 3,300 S/cm. There is a difference between groundwater discharging from perched-water bodies (43–201 S/cm) and from basal groundwater (109–3,300 S/cm). Groundwater average pH is 7.37, with waters acid to slightly alkaline (6.13–8.4), and generally cold. Nevertheless, a few samples associated with fault zones can be classified as thermal waters.

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Resumen La Isla de Madeira tuvo origen en un punto caliente proveniente de una pluma del manto. Las dataciones K – Ar, indican que la parte emergida de la isla se formó durante en Post—Mioceno, hace unos 6000–7000 años. El agua subterránea se encuentra en acuíferos colgados, cuya descarga a través de manantiales es alta, alrededor de 3650 l/s; también como agua retenida en diques o bien como agua subterránea propiamente dicha. Esta última es explotada por túneles (1100 l/s) y pozos (1100 l/s). Los gradientes hidráulicos varían desde 10–4 hasta 10–2 y la transmisividad varía desde 1.16×10^–2 hasta 2.89×10^–1 m²/s, indicando la heterogeneidad de los acuíferos volcánicos. La mineralización de agua es variable y la conductividad eléctrica varía desde 50 mS/cm hasta 3300 mS/cm. Hay una diferencia entre el agua subterránea proveniente de acuíferos colgados (43–201 mS/cm) y aquella del acuífero principal (109–3300 mS/cm). El pH promedio para el agua subterránea es 7.37; con variación desde ácida hasta ligeramente alcalina (6.13–8.4), y es generalmente fría. Sin embargo unos pocos ejemplos asociados con zonas de falla, pueden ser clasificados como agua termal.

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Résumé Lîle de Madeira est un point chaud, provenant dun panache mantélique. Les datations par la méthode de K-Ar indiquent que la part émergée de lîle a été générée pendant le Post Miocène, il y a 6000–7000 ans. Les eaux souterraines sont cantonnées dans des aquifères perchées qui se déchargent par des sources à grands débits, avec des valeurs dapproximativement de 3500 l/s, ainsi que dans les dikes. Une importante quantité des eaux souterraine se trouve sur la forme deau de fonds, formant une nappe basale, qui est exploitée par des tunnels (1100 l/s) et par des puits (1100 l/s). Les gradients hydrauliques ont des valeurs dans lintervalle de 10^–2 à 10^–4, tandis que les transmissivités se rangent entre 1.16×10^–2 m²/s et 2.81×10^–1 m²/s, ce quindique la hétérogénéité de laquifère volcanique. La minéralisation des eaux est aussi variable avec des conductivités électriques qui se rangent ente 50 mS/cm et 3300 mS/cm. Il y a une différence entre la conductivité des eaux provenant des aquifères perchées (30–201 mS/cm) par rapport à la conductivité les eaux de la nappe basale (109–3300 mS/cm). Le pH moyen est de 7.37 avec des valeurs de 6.13 pour les eaux acides et de 8.4 pour les eaux à faible alcalinité. En général il sagit des eaux froides, mais quelques échantillons provenant des zones faillées peuvent être classifiés comme des eaux thermales.

     

Evaluation of groundwater reserves within the Samur-Gyul’gerychai alluvial-piedmont plain (South Dagestan)

The Samur-Gul’gerychay alluvial-piedmont plain (APP) in South Dagestan served a case area for an integrated approach to evaluating groundwater flow reserves, which allowed determining more precisely the quantitative indices and reconstructing the groundwater reserve characteristics in the border area of another state. This allows one to solve problems of rational and ecologically acceptable across-the-border utilization of groundwater reserves in the territory.     

地下水脆弱性和风险性评价研究进展综述

地下水脆弱性和风险性评价与区划是区域地下水资源保护的重要依据。本文回顾了各国地下水脆弱性评价与编图研究工作以及地下水污染风险评价研究的最新进展,提出地下水污染风险评价的框架及其指标体系,最后指出今后需要深入研究的问题。     

第二松花江河谷区(吉林-松原段)地下水资源潜力分析

研究区为第二松花江从吉林市到松原市的河谷区 ,在河谷区推行“小井”种稻是吉林省农业发展新的增长点。依据地下水丰富程度将河谷区划分成地下水资源极丰富区、丰富区及较丰富区。筛选了 4个降水保证率年份对每个区的天然资源量进行分析计算 ,在降水保证率为 2 0 %和 5 0 %的年份 ,地下水补给量大于排泄量、区域地下水上升。设计了沿江布置直线井排的开采方案 ,在区域地下水位降为 3.3m、保证率为 95 %的枯水年稳定开采资源量为 84 2 17.9× 10 4 m3/a ,暂时性开采资源量 116 876 .1× 10 4 m3。     

Hydrodynamic model of cells for designing systems of urban groundwater drainage

An improved mathematical hydrodynamic quasi-two-dimensional model of cells, CELSUB3, is presented for simulating drainage systems that consist of pumping well fields or subsurface drains. The CELSUB3 model is composed of an assemblage of algorithms that have been developed and tested previously and that simulate saturated flow in porous media, closed conduit flow, and flow through pumping stations. A new type of link between aquifer cells and drainage conduits is proposed. This link is verified in simple problems with well known analytical solutions. The correlation between results from analytical and mathematical solutions was considered satisfactory in all cases. To simulate more complex situations, the new proposed version, CELSUB3, was applied in a project designed to control the water-table level within a sewer system in Cha?ar Ladeado Town, Santa Fe Province, Argentina. Alternative drainage designs, which were evaluated under conditions of dynamic recharge caused by rainfall in a critical year (wettest year for the period of record) and a typical year, are briefly described. After analyzing ten alternative designs, the best technical–economic solution is a subsurface drainage system of closed conduits with pumping stations and evacuation channels. Electronic Publication     

黄土高原缺水的地质环境及找水环境

文章分析了黄土高原地下水形成的地质环境，认为降水量、地形地貌、岩性构造和地下水循环是造成黄土高原产重缺水的主要因素，地层岩性和新构造运动是影响地下水富集的决定性因素。指出黄土高原基岩风化带潜水的相对富水岩组和富水地段，提出研究含水层的岩性和构造，寻找基岩风化带潜水是解决黄土高原局部地段缺水的较好途径。     

Groundwater geology of the western Siberian craton (implications for petroleum exploration)

According to the suggested model of groundwater stratigraphy obtained on the basis of geological and groundwater data, the sedimentary cover of the western Siberian craton includes the suprasalt, salt, and subsalt groundwater units subdivided into regional and subregional reservoirs. It has been found reasonable to carry out special groundwater studies, either before or concurrently with petroleum exploration, in order to ensure supply of drinking, household, and technological waters to meet the demand of oil and gas production and to make groundwater available for oil-well pressure maintaining systems and for underground burial of waste waters.     

长春市地下水动态研究

根据长春市地下水观测井的动态监测资料,分析了长春市主要地下水类型的动态变化规律及原因。2000年以后,地下水位处于回升状态,松散岩类孔隙水水位埋深值年均减少0.16m,基岩裂隙水年均减少0.78m,其主要原因为限制开采量。典型观测孔水位埋深变化趋势公式表明,浅层地下水水位与气温密切相关,但滞后于气温1～1.5个月。