娘子关泉域岩溶水氢氧同位素特征及影响因素浅析

为了研究娘子关泉域岩溶水状况及补给运移规律,系统采集了泉域内岩溶水、地表水样品,分析测试了样品的δＤ、δ１８Ｏ
值,利用氢氧同位素方法,通过分析氢氧同位素特征及其影响因素研究岩溶水的补给来源及各含水层的相互联 系。研 究 结 果 表
明,大气降水和河流渗漏补给是泉域内岩溶水的主要补给来源。由于大气降水的高程效应和温度效应,导致泉域内δＤ、δ１８Ｏ 值存
在一定的差异。由于受到强烈蒸发后的大气降水及河流渗漏水的补给,河流沿岸岩溶水的δＤ、δ１８Ｏ 值相对较高。同 时 对 娘 子 关
泉群城西泉、五龙泉和集泉站的 Ｄ和１８Ｏ 同位素分析结果表明,城西泉水来源于近源低海 拔 的 补 给 源;而五龙泉和集泉站泉水来
源于深循环、远距离、较高补给高程与地表水交换弱的补给源。通过以上研究,进一步明确了娘子关泉域岩溶水的补给运移规律,
为当地政府合理开发及可持续利用娘子关泉域岩溶水资源提供了理论支撑。      

九江庐山地区地下水水文地球化学特征及成因

分析九江环庐山地区观测井水、大气降水、冷泉水、地热温泉水及地表水水样的常量化学组分和氢氧同位素及氚活度,结果表明,庐山地区地下水主要分为西北、东南两个水文地质单元,西北侧以九江台2号井井水、东林寺泉水为代表,水化类型为HCO3-Ca;东南侧以地热温泉井水、观音桥泉水为代表,水化类型为HCO3-Na,离子组分主要来自风化壳岩石风化。氢氧同位素显示,九江庐山地区地下水均属于降水成因型,部分井泉具有深循环的特征;氯离子估算结果显示,大气降水直接补给率约为4.5%~33.27%。大气降水下渗补给形成裂隙承压自流井泉是庐山地区地下水主要成因,另有部分为降水经长时间深循环形成地热温泉水,而九江台2号井既有浅表水特征又有深循环水的特征,暗示两个不同补给源的含水层通过不同循环路径上升到浅表地层,携带有部分深部构造活动信息,有利于获取地震前兆异常信息。     

环境同位素在平顶山煤矿区七矿充水分析中的应用

通过对大气降水、地表水及地下水化学和氢氧同位素的全面系统分析:查明了矿区地下水的形成、分布及运移规律;弄清了矿井水的补给来源及混合机理;并对矿井水的组成进行了分割,求得新水所占比例并做了年龄计算。研究结果表明七矿地下水的主要补给来源为地表水体,就是来自水库放水渠道脉冲式集中放水的补给和河流常年性的渗漏补给,渗漏段为渠道及河谷中裸露的寒武系灰岩。当年补给的新水占矿井疏水排水总量的90％以上。不同含水层中水的年龄为1～1.2a。该研究成果为制订矿山防治水方案提供了科学依据。     

湖北宜昌香溪河流域环境同位素特征及其水循环意义

为研究鄂西南岩溶山区的水循环过程,以湖北宜昌香溪河流域为研究对象,通过现场调查并结合环境同位素,对香溪河
流域地表水和地下水进行了取样,通过测定其氢氧同位素组成,分析了同位素变化特征以及流域地下水和地表水的转换关系及其
水循环特征。流域水中δD、δ18O值组成分析表明:流域内各种水体主要分布在当地大气降水线的附近,构成斜率明显小于雨水线
的蒸发线,3个子流域δD、δ18O值的富集程度为:南阳河流域<古夫河流域<高岚河流域。南阳河流域上游受神农架山区地方性
大气降水控制。响水洞和响龙洞(暗河出口)水中氘过量参数(d)值分别反映出不同的地下径流途径与滞留时间、水岩反应强度。子
流域同位素沿程变化的特征反映出:在上游段,水来源不同以及地表水和地下水转换频繁是δD、δ18O值变化的主要影响因素;在中下
游段,流域内地下水流入河流,河水流量逐渐增大,不同的水源混合均匀,经过一定的蒸发作用,δD、δ18O值的变幅趋于稳定。      

威海市温泉汤温泉形成模式

温泉汤温泉是威海地区一个非常重要的温泉,综合地球化学和地质调查方法,分析温泉汤温泉的形成模式。本文采集温泉汤温泉水样进行了水化学和氢氧稳定同位素测试,通过分析温泉水的水质类型、补给来源,估计水循环深度,结合地热地质条件进一步丰富了地热成因机制。水化学Piper分析图表明温泉水属于Na-Cl型温泉,水岩作用分析表明温泉水具有浅层水的特征,而氢氧稳定同位素值分布于中国东部大气降水线附近,推测温泉水主要受大气降水、地表水、地下水等浅层水的影响。根据δ~2H同位素高程效应,计算得到温泉的补给高程为225～265m之间,根据周边地形地貌特征,南部山区约为240m左右,确定南部山区是主要的补给源。综合分析认为,大气降水从温泉汤温泉南部山区汇聚到盆地中,大气降水、地表水、地下水等通过断裂破碎带在深部进行热交换形成温泉热水,然后运移到地表,出露成温泉汤温泉。通过成因模式分析,为温泉汤温泉的资源评价和开发利用提供科学依据,也为威海地区其他温泉的研究和开发利用提供参考。     

平凉天然水环境同位素研究及其在隐伏岩溶水文地质中的应用

本文在研究平凉地区大气降水、地表水和地下水的氢氧稳定同位素和氢的放射性同位素的基础上，重点讨论了大岔河隐伏岩溶水的水文地质条件。结果表明，大岔河隐伏岩溶水的补给局限在大岔河流域内，其径流条件良好，现代降水混入量平均为５４％，具有潜在的开发利用价值。     

基于水化学的沂源盆地地热田成热模式探讨

沂源盆地地热田为低温水热型岩溶热储地热系统,盖层为古近系、白垩系、石炭系,热储层为寒武纪、奥陶纪碳酸盐岩,区内发育的深大断裂如上五井断裂、韩旺断裂、傅家庄断裂等为沟通深部热源的良好通道。为掌握地热田热水的补给来源、热源、地热水年龄,进一步分析其形成机理,采集地热水样品进行了地热水水文地球化学分析、气体及其同位素分析。结果表明,该地热田地热水水化学类型为HCO3·Cl·SO4Na·Ca型、HCO3Ca·Mg型,矿化度小于1g/L;地热水补给来源为大气降水,具深循环特征;热源以壳源为主;地热水年龄10.51ka B.P.,为古地下水。结合地下水循环机理,将其地热水形成机理总结为小型断陷盆地深循环承压型。     

郭里集单斜岩溶水水质演化探析

区内岩溶地下水的水质特征时间、空间的变化主要是岩溶水的存储、补给、循环径流、开采等条件的变化造成的。岩溶水的补给主要来源于地表水的直接补给、第四系孔隙水的越流补给、大气降水的直接补给及上游的侧向径流补给。     

泰安臭泉成因研究及其水土地球化学特征

泰安市西南25km的大汶口盆地东北部,出露一处目前山东省境内已发现的唯一的天然含硫化氢泉,泉水呈浅翠绿色,因其具有强烈的臭鸡蛋味被当地称为臭泉。经勘探查明臭泉泉域边界受地层岩性、断裂构造、埋藏条件等诸因素控制,含水层为埋藏的古近纪官庄群大汶口组三段含膏泥质灰岩,岩石呈密集蜂窝状溶蚀,地下水接受含水层露头带第四系孔隙水的下渗补给,在向排泄区径流运动过程中逐渐具有承压性并溶解了岩石中大量石膏组分而形成SO_4-Ca型水,处于封闭还原环境下水中的硫酸根离子在有机质作用下发生脱硫酸作用还原为硫化氢并溶于水中,地下水于泉点处遇阻水断裂产生壅水现象使水位抬升溢出地表成泉,硫酸根离子是生成硫化氢的供体。根据氢氧同位素分析结果,推断含硫化氢水为大气降水入渗补给和第四系孔隙水下渗补给、地下水以40年前的"古水"占优;含硫化氢水氟离子含量高于其他类型水,含水层埋藏条件为处于相对封闭的环境,土壤硫高值区与机(民)井分布、灌溉范围吻合。     

泰安上泉泉域边界特征与泉水保护

泰安市西南25km处的大汶口盆地东部出露泰山南麓最大的上泉岩溶泉群。上泉泉域边界清晰,受断裂构造、地层岩性控制。泉域东部云亭山、南山一带丘陵区寒武-奥陶纪碳酸盐岩夹碎屑岩裸露地表,接受大气降水直接入渗补给,西部山前倾斜平原地带浅覆盖或半裸露,除接受大气降水下渗补给外,还接受南留河渗漏和胜利水库季节性放水农灌回渗水补给,地下水动态受补给作用影响明显。泉域多年平均大气降水补给资源量约190万m~3,南留河渗漏补给资源量约259万m~3,农灌回渗水补给资源量约52万m~3,合计约501万m~3,扣除上泉泉群排泄量34万m~3,工农业和生活用水开采量约222万m~3,剩余约245万m~3在向泉域下游径流中逐渐向上顶托越流排泄于第四系松散岩类孔隙含水层中。为保护上泉泉群景观资源,本着"先看后用"的原则,应禁止在泉群上游增采岩溶地下水,可在泉群下游隐伏寒武纪炒米店组灰岩、张夏组灰岩分布区适当布井,夺取部分径流排泄资源量对泉群喷涌不会产生大的影响。     

泰安市岩溶塌陷形成的地质环境背景及其与影响因素的关系

泰安市岩溶塌陷集中分布在泰山火车站南侧以旧镇铁路三角区为中心的城区岩溶水源地、牟汶河畔的旧县岩溶水源地、东西羊娄村3个塌陷分布区。岩溶塌陷经历了发生→发展→高峰→衰减的历程。该文概述了泰安市岩溶塌陷发育历史与现状及其危害,形成的地质环境背景,阐述了岩溶塌陷与岩土体类型、地质构造、大气降水、人类对岩溶地下水开采活动等影响因素的关系。     

西北内陆盆地浅层地下水温度场及动态类型: 以酒泉东盆地为例

温度是地下水的固有属性，地下水温度场和动态特征是地下水流系统的外在表现。为揭示地下水开采等人类活动影响下西北内陆盆地浅层地下水温度场特征与地下水流系统的关系，基于多点位、长序列、高精度的地下水温度监测数据，在酒泉东盆地开展了地下水温度场及动态特征研究。结果表明:酒泉东盆地浅层地下水温度9.33~20.77℃不等，平均水温为13.54℃，自地下水补给区至排泄区，沿地下水径流方向，浅层地下水温度逐渐升高；循环深度相近的不同地下水流系统对比表明，浅层地下水温度与地下水动力条件呈负相关，地表水入渗补给大、水动力条件强的水流系统地下水平均温度低，入渗补给小、水动力条件弱的地下水平均温度高；浅层地下水温度动态受自然地下水循环和地下水开采等人类活动共同影响，从山前地下水补给区到中游绿洲区再到下游排泄区，浅部地下水温度动态可划分为4种基本类型，依次分别为河流补给型、水温稳定型、开采相关型、正弦波动型。      

利用GRACE监测中国区域干旱及其影响因素分析

利用2003-01~2012-12的GRACE时变地球重力场模型计算我国长江中下游平原、西南地区和华北平原陆地水储量变化的时间序列。结果表明,长江中下游平原和华北平原的陆地水储量变化量最低值在2011-05,西南地区最低值在2010-03。根据陆地水储量变化的水平衡原理计算3个区域地下水储量变化情况。结果表明,长江中下游平原和西南地区地下水储量呈缓慢增长的趋势,增长速率分别为0.54 mm/月和0.34 mm/月;华北地区呈缓慢减小的趋势,减小速率为0.33 mm/月。3个区域干旱时期地下水储量的亏损情况分别为：长江中下游平原-21.31 mm/月,华北平原-19.88 mm/月,西南地区-15.72 mm/月。最后,用NOAA发布的月降雨和气温数据对3个区域干旱期间的降雨量和蒸发量进行量化,分析3次干旱产生的原因。结果表明,西南地区2010年春季干旱的主要原因是气温异常,长江中下游平原和华北平原2011年干旱的主要原因是降雨量偏少。     

招远市界河流域水土污染特征及修复技术研究

随着招远市社会经济的发展,人类对环境质量的要求越来越高,人类工程活动对土壤造成的污染问题也逐渐显露,加强土壤环境管理是我国环境保护的一项基础性工作,具有十分重要的意义。为查明界河流域地下水及土壤现状,在界河流域自上游到下游布设监测点位,共取水质分析样品66组和土壤样品19组进行化验,分析了地下水和土壤污染监测数据,总结了招远界河流域的水土污染特征,认为界河上游和中游流域土壤以有机污染为主,下游土壤污染为重金属污染,部分区域叠加有机污染形成复合污染,主要重金属成分为镉、砷、汞。结合环境工程领域的环境修复技术,提出了适宜的水土修复方案,为招远市环境修复提出可行性建议。     

Application of stable isotope tracing technologies in identification of transformation among waters in Sanjiang Plain, Northeast China

In order to investigate the transformation among the precipitation,groundwater,and surface water in the Sanjiang Plain,Northeast China,precipitation and groundwater samples which were collected at the meteorological station of the Sanjiang Mire Wetland Experimental Station,Chinese Academy of Sciences and the surface water which collected from the Wolulan River were used to identify the transformation of three types of water.The isotope composition of different kinds of water sources were analyzed via stable isotope(deuterium and oxygen-18) investigation of natural water.The results show a clear seasonal difference in the stable isotopes in precipitation.During the cold half-year,the mean stable isotope in precipitation in the Sanjiang Plain reaches its minimum with the minimum temperature.The δ18O and δD values are high in the rainy season.In the Wolulan River,the evaporation is the highest in August and September.The volume of evaporation and the replenishment to the river is mostly same.The groundwater is recharged more by the direct infiltration of precipitation than by the river flow.The results of this study indicate that the water bodies in the Sanjiang Plain have close hydrologic relationships,and that the transformation among each water system frequently occurs.     

奎屯河流域水土中氟的分布规律

通过对奎屯河流域包气带土壤和地下潜水取样分析,发现从山前洪积砾质倾斜平原到冲洪积平原,氟质量浓度的迁移分布明显具有淋溶-径流、径流-淋溶蒸发、溶滤-强烈蒸发浓缩3个水文地球化学分带。氟质量浓度在细粒粘土粉土层中相对较高,而在砂层中相对较低,无论属于哪种岩性结构在地下潜水位附近氟含量都相对较高。该流域内3条河流氟质量浓度均为上游低下游高,且在流域上游增幅相对较小而在下游增幅相对较大。环河道由近河岸到远河岸水土中氟质量浓度也逐渐增加。初步分析认为,该内陆平原地区氟的富集是以蒸发浓缩作用为主。运用热力学理论进行了验证,水土中氟的水平分布规律是一致的,并可相互转化。     

沂蒙山区典型断陷盆地岩溶地下水系统特征: 以莱芜盆地为例

2011年以来，中国地质调查局在沂蒙山区组织实施了1:5万标准图幅水文地质调查4万余km2，并在严重缺水村镇开展了大量的找水打井示范工作，获得了较为丰富的地质数据，对断陷盆地地下水流系统取得了新认识。受中新生代构造影响，沂蒙山区发生断裂褶皱、伸展滑脱及岩浆侵入活动，形成一系列"南超覆北断陷"的地堑-半地堑盆地，并最终形成现今典型的"盆-山"岩溶水文地质结构，及以盆地为单元的相对独立的岩溶地下水流系统。为研究沂蒙山区地下水流系统发育特征，选择莱芜盆地为典型研究区，基于野外地质调查，通过综合分析盆地南北两侧地貌单元、含水岩组立体空间分布及地下水水位、水化学及同位素结果等，探讨了沂蒙山区典型"盆-山"结构塑造的多级岩溶地下水流系统特征。结果表明，莱芜盆地岩溶地下水由盆地外围向盆地中心呈"向心式"径流；受人类活动影响、地质构造控制和含水层分布制约，盆地南北两侧地下水流系统特征存在差异:盆地南部发育中间和局部两级地下水流系统；盆地北部则仅发育单一的局部地下水流系统，但占有已勘查论证的近1/2的地下水水源地。此外，研究发现在大汶河最低侵蚀基准面，区域滑脱构造及热液混合作用拆离的空隙，与岩层面、层间裂隙、顺层溶蚀空隙等共同构成立体的岩溶地下水网络，影响着岩溶水循环途径及深度。以此认识为指导，实施的探采结合井成井率达到86%，强化了地下水流系统理论在北方基岩山区水文地质工作中理论与实践的结合。      

.The Studies of Regional Water Circulation Patterns in the Yerqiang River Basin

Based on the characteristic of ＇one river one oasis＇ in the arid areas, the Yerqiang River Basin, which is the largest irrigated area of Xinjiang, is taken as an example in this paper, and the regional water circulation pattern is investigated through the analysis of 60 groups of isotope data in the basin. From the phreatic evaporation data analysis of different soils, we study the law of phreatic evaporation, complete the research of the main consumption path of the groundwater, and improve the assessment precision of water resources. The transformation mount of regional water resources are predicted by calculation, which provides a scientific basis for water resources assessment and allocation in arid regions, and offers a new method for the study of regional water circulation patterns.     

张家口坝下地区高氟地下水成因分析与健康风险评价

为了明晰张家口坝下地区高氟地下水的成因，探究其对当地居民饮用水安全的潜在影响，采集了391组潜水样品（井深≤ 100 m），通过水化学分析法、图解法、离子比例法、饱和指数计算法等对高氟地下水的分布与成因进行了分析，并利用美国EPA非致癌健康风险评价模型对四类受体人群进行健康风险评价。结果表明，研究区高氟地下水（ρ（F-）>1.5 mg/L）主要分布在地势低洼、高氟岩浆岩下游的山前地带、封闭式小盆地、沿河两侧的径流滞缓区等地区，其主要机制主要包括矿物风化溶解作用、碱性环境下的晶格置换作用和阳离子交换作用；盐效应会影响研究区地下水中F-富集，但不是高氟地下水的主要成因；农业活动与地下水中F-的富集无关。此外，坝下地区分布的电厂、钢铁厂等是永定河水系的潜在污染源，对高氟地下水形成的影响不容忽视。研究区婴儿、儿童、成年男性和成年女性的平均健康风险指数依次为1.20，0.74，0.69，0.56，呈现出受体年龄越小，风险越高；女性对含氟地下水的抗风险能力优于男性的特征。建议针对高风险区发展多水源联合供水模式，提升退氟改水工程效率，保障区域供水安全。