基于GIS的鄂尔多斯白垩系盆地浅层地下水水质分布规律研究

文章以地下水质量标准为基础,结合鄂尔多斯白垩系盆地水资源现状,构建了研究区地下水水质评价指标体系,并对国标中部分指标限值提出了修正建议。通过建立浅层地下水水质模糊综合评价模型,对研究区地下水水质进行了综合评价,并以GIS为平台,对水质空间分布状况及其规律进行了研究。结果表明:总硬度、硫酸盐、溶解性总固体、氯化物指标的水化学分布对研究区地下水水质的影响最为明显,同时,盆地浅层地下水水质总体上相对较好,大部分地区地下水水质优于Ⅳ类,完全满足生活生产用水要求。     

鄂尔多斯白垩系盆地地下水系统研究

地下水系统研究是正确评价和合理开发利用区域地下水资源的基础,也是区域地下水资源规划的重要依据。在对鄂尔多斯盆地白垩系岩相古地理和含水介质空间展布研究的基础上,应用区域地下水动力场、水文地球化学场和深井Packer系统所获得的不同深度的水位数据以及同位素资料,将白垩系地下水流系统概括为局部水流系统、中间水流系统和区域地下水流系统3种类型。以盆地中部的白于山地表分水岭为界,划分为南北2个地下水亚系统和5个分支系统,其中南部黄土高原地下水亚系统为典型的自流水盆地,而北部沙漠高原地下水亚系统则具有潜水盆地的特征。     

鄂尔多斯盆地白垩系地下水资源计算与分布

鄂尔多斯盆地是一个完整的巨大的开启型自流水盆地,主要含水层有第四系松散层孔隙裂隙含水层,白垩系碎屑岩孔隙裂隙含水层、奥陶系灰岩岩溶含水层.本文在分析白垩系地下水赋存规律的基础上,用补给量法计算了白垩系含水层的天然地下水资源量,并阐述了地下水资源的分布特征.     

鄂尔多斯盆地白垩系沉积对地下水形成的影响

鄂尔多斯盆地的白垩系含有丰富的地下水,文章从白垩系岩相古地理及钻井剖面的研究入手,总结了含水地层的沉积建造模型和演化规律,探讨了对地下水形成的影响及富集和赋存规律,为鄂尔多斯盆地白垩系地下水的开发利用提供了依据。     

鄂尔多斯白垩系地下水盆地地下水水化学类型的分布规律

在对鄂尔多斯白垩系地下水盆地1 125件地下水化学样品进行分析的基础上,总结出研究区不同循环深度地下水化学类型的分布规律。总体上,盆地北区大致以安边—四十里梁—东胜梁地表分水岭为界,东侧地区的浅层、中层和深层地下水化学类型均以HCO₃型水为主,地下水水平分带不典型;而分水岭以西的摩林河－盐海子地下水系统和都思兔河—盐池地下水系统中,包括浅层、中层和深层在内的各层地下水表现为沿地下水流向,向盆地北、西侧边界,水化学类型具有明显的水平分带规律。而盆地南区地下水分层径流明显,水化学类型复杂,总体上存在一个以定边—环县—合水—华池—吴旗—定边为中心的北部由北向南、东部由东向西、南部由西南向东北的水平分带。     

鄂尔多斯盆地白垩系沉积建造对地下水的控制

有关鄂尔多斯盆地地下水系统,前人已做过大量的研究,总结出不少的成果和规律。但从沉积建造方面研究地下水系统的不多。本文详细研究了白垩系沉积建造的特征和规律,探讨其对于研究区白垩系地下水系统的形成、富集和赋存的影响和控制,对于研究区白垩系地下水的开发和利用提供了重要的依据。     

鄂尔多斯盆地白垩系含水层系统分析

从地下水含水层系统的角度对鄂尔多斯盆地白垩系地下水系统进行了划分和分析。由于下白垩系统保安群为一套陆相碎屑岩建造,岩性复杂,由砂岩、粉砂岩和泥岩组成的频繁交替、重复叠置的多层层状结构,决定了鄂尔多斯白垩系自流水盆地是多层结构的地下水系统。这种重复叠置的多层层状地质结构,决定了地下水含水层系统的多层性、承压性及层与层之间的相对封闭性。根据沉积旋回和含水介质的性质,在全盆地范围内把白垩系地下水系统从上向下划分为:罗汉洞含水岩组、环河含水岩组和洛河含水岩组。通过对这3大含水岩组分别进行了分析认为,洛河含水岩组和环河含水岩组分布范围广、含水层厚度大、天然资源丰富,是盆地区具供水意义的主要含水岩组。罗汉洞含水岩组因分布面积小,含水层厚度差异大、水质变化大,除陇东地区外,大部分地区供水价值较小。     

鄂尔多斯白垩系地下水盆地湖眼的形成及其水文地质意义

在鄂尔多斯盆地北部沙漠高原区,部分湖盆的边部发育有数量不等的"湖眼"."湖眼"是分布在湖盆边部的特殊的泉,通过对湖眼的野外调查和物质成分分析,总结了湖眼的分布、结构、动态变化和物质组成特征.研究结果表明,湖眼泥浆来自湖盆底泥,其水分可来自不同循环深度的地下水;湖眼的动态变化可以反映地下水的循环深度;湖眼的分布和动态变化对于研究地下水的排泄方式具有一定的水文地质意义.     

鄂尔多斯白垩系盆地地下水流动系统驻点的理论与实际意义

地下水系统理论、达西定律和泰斯公式是水文地质学的三大支柱理论,地下水流动系统理论较好地刻画了盆地尺度地下水的循环特征,是指导区域地下水勘查与合理开发利用的重要工具。迄今为止,对地下水流动系统中驻点的形成机理和特征的认识一直停留在定性分析阶段,在实际的大型盆地地下水流动系统中发现并证实驻点存在的实例也不多见。以鄂尔多斯白垩系盆地北部的二号剖面为例,利用双Packer系统获取的不同深度地下水位、水化学和同位素的分层数据,采用水动力学、水化学和放射性碳同位素等综合方法,以实际资料证实并发现在大型盆地深层地下水流动系统中驻点的存在,但这个驻点并不是一个点,而是占据了一定的区域;理论研究认为驻点附近地下水的溶解性总固体较高,实际情况不一定如此,也可以是较低矿化的水,它取决于含水介质中可溶盐量的多少。该项成果进一步完善了地下水流动系统的理论,具有重要的理论与实际意义。     

鄂尔多斯白垩系地下水盆地中深层地下水可更新速率

为了缓解鄂尔多斯能源基地的供水压力和为当地水资源评价、地下水合理开发利用提供依据,研究该区主要供水水源地的白垩系盆地地下水可更新能力。地下水中溶解无机碳的动力行为可以近似认为与地下水相同,因此,地下水系统中¹⁴C的输入、输出浓度可以提供地下水系统可更新能力的重要信息。利用鄂尔多斯白垩系地下水盆地中、深层地下水¹⁴C数据,以地下水更新速率为指标,通过同位素数学物理模型定量评价了盆地中、深层地下水的可更新能力。结果表明：研究区地下水可更新能力随埋藏深度的增大而减弱,中层地下水更新速率多为0.1%/a~1%/a,可更新能力较强;深层地下水更新速率绝大多数都小于0.1%/a,可更新能力较弱;盆地北区地下水可更新能力整体高于盆地南区。     

鄂尔多斯白垩系盆地北部潜水硝酸盐污染成因分析及防治对策

本文通过调查鄂尔多斯白垩系盆地北部潜水水质,分析了工作区内硝酸盐污染的分布特征.通过对含水层岩性和人类活动两个方面对硝酸盐污染影响的讨论,从改善居民生活用水的角度提出了防治和控制污染的对策措施.     

鄂尔多斯白垩系地下水盆地硫酸盐的水文地球化学特征及来源

鄂尔多斯白垩系地下水盆地蕴藏有丰富的地下水资源,地下水赋存于白垩系砂岩中.为了查明地下水微咸水的成因,对40件地下水样品的水化学组成、SO42-的区域分布特征和28件硫同位素组成进行了分析,并对34件岩石样品进行了溶滤试验研究.结果表明:SO42-是地下水中主要阴离子组分,具有东部低西部高,北部低南部高的区域分带特征;硫酸盐是自垩系地层中主要的易溶盐组分,并以石膏和芒硝形式存在;地下水中SO42-主要来源于地层中石膏和芒硝,其次是地层中的硫化物,少量来源于有机硫.     

鄂尔多斯白垩系自流水盆地地下水锶同位素特征及其水文学意义

鄂尔多斯白垩系自流水盆地北部为沙漠高原区,南部为黄土高原区。区内经济以农业和畜牧业为主,地下水的污染较弱。地下水中Sr来源于含Sr矿物的溶解。因此,可以利用Sr及^87Sr／^86Sr比值来研究水岩作用和地下水的演化。采自盆地20个Sr及其同位素样品的分析结果表明：在区域上^87Sr／^86Sr比值是不均匀的,西南部^87Sr／^86Sr比值较大（0．711002-0．711570）,其他地区。^87Sr／^86Sr比值较小（0．710378-0．710646）;在局域地下水系统中,埋深小于100m的浅层地下水,Sr含量较低,^87Sr／^86Sr比值较大,而埋深大于100m的深层地下水,Sr含量较高,^87Sr／^86Sr比值较小,并且沿地下水径流方向,sr的浓度越来越高。苏贝淖湖是自流水盆地北部局域地下水系统的一个排泻区,湖水Sr含量较低,而^87Sr／^86Sr比值较大,其Sr同位素组成特征与浅层地下水一致,表明湖水来源于浅层地下水。     

Architectural Units and Groundwater Resource Quantity Evaluation of Cretaceous Sandstones in the Ordos Basin, China

Sandstone is a common lithology in a number of groundwater reservoirs. Studying the skeleton sandstone architectural units, therefore, lays the basis for characterizing aquifer systems, groundwater quality, and resource evaluation. This comprehensive analysis of Cretaceous aquiferous sandstones in the Ordos basin, China, shows that there exists a basin-scale skeleton sandstone in the Luohe Formation which contains 11 isolated barrier beds, 12 small skeleton sandstone bodies in Huanhe Formation, and 3 in the Luohandong Formation. The spatial structure and superimposed relationship as well as the medium properties of these skeleton sandstones and isolated barrier beds can be shown by 3D visualization models. Simultaneously, resource quantity can be evaluated with the 3D inquiry functions. The comparison between property models and structural models indicates that the salinity of groundwater of the Luohe Formation has a close connection with the locations of isolated barrier beds that contain abundant gypsum. Through quantitative calculation, groundwater resource of the Cretaceous Luohe and Luohandong formations is estimated to be 1.6×10~(12) m~3, and the total groundwater resource of the Cretaceous system in the Ordos basin is more than 2×10~(12) m~3.     

鄂尔多斯白垩系地下水盆地天然水体环境同位素组成及其水循环意义

鄂尔多斯白垩系地下水盆地天然水体的环境同位素组成表明,区内各种地表水体（河流和湖淖）在δ18O和δD图上主要分布在雨水线右侧,其关系线的斜率明显小于雨水线的蒸发线,集中反映蒸发作用对地表水体的影响。盆地内地下水大致集中沿雨水线分布,反映了白垩系盆地内地下水为大气降水成因。盆地南北两区地下水的环境同位素具有明显差异性特点,集中体现了盆地南北两区水循环条件的差异。盆地北区各含水岩组间地下水垂向水力联系比较密切,垂向运动特点比较明显,现代水积极循环带的深度为200 m;南区地下水分层性明显,以水平径流为主,现代水积极循环带的深度为160 m。区内浅层地下水以富氚和高¹⁴C含量为特征,反映为现代水补给;而中、深层地下水则以贫氚和低¹⁴C含量为特征,反映为地质历史时期补给。     

Groundwater Systems and Resources in the Ordos Basin,China

The Ordos Basin is a large-scale sedimentary basin in northwestern China. The hydrostratigraphic units from bottom to top are pre-Cambrian metamorphic rocks, Lower Paleozoic carbonate rocks, Upper Paleozoic to Mesozoic clastic rocks and Cenozoic deposits. The total thickness is up to 6000 m. Three groundwater systems are present in the Ordos Basin, based on the geological settings, i.e. the karst groundwater system, the Cretaceous clastic groundwater system and the Quaternary groundwater system. This paper describes systematically the groundwater flow patterns of each system and overall assessment of groundwater resources.     

Groundwater Systems and Resources in the Ordos Basin, China

The Ordos Basin is a large-scale sedimentary basin in northwestern China.The hydrostratigraphic units from bottom to top are pre-Cambrian metamorphic rocks,Lower Paleozoic carbonate rocks,Upper Paleozoic to Mesozoic clastic rocks and Cenozoic deposits.The total thickness is up to 6000 m.Three groundwater systems are present in the Ordos Basin,based on the geological settings,i.e.the karst groundwater system,the Cretaceous clastic groundwater system and the Quaternary groundwater system.This paper describes systematically the groundwater flow patterns of each system and overall assessment of groundwater resources.