江汉平原西部浅层孔隙水水文地球化学特征

为了揭示地下水由江汉平原周缘向中心径流过程中的水质演化和复杂的水文地球化学作用,以江汉平原西部地区为例,通过数理统计、水化学、同位素地球化学、离子比值关系等方法,开展了江汉平原西部边缘地带浅层孔隙地下水的水文地球化学特征研究。结果表明: 平原区孔隙水以HCO₃-Ca·Mg型为主,丘岗区(丘陵和岗地)主要是HCO₃-Ca·Mg型,少量为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型,还出现了HCO₃·NO₃-Ca·Mg型水,总溶解固体(total dissolved solids,TDS)升高主要是由于碳酸盐岩的溶解; 浅层孔隙水均来源于大气降水,蒸发作用对该地区孔隙水的影响较小; 方解石、白云石和石膏的溶解主导研究区的水文地球化学过程,也是孔隙水中Ca²⁺、Mg²⁺的主要来源,Na⁺和K⁺的主要来源是阳离子交换吸附。     

江汉平原西部浅层孔隙水水文地球化学特征

为了揭示地下水由江汉平原周缘向中心径流过程中的水质演化和复杂的水文地球化学作用,以江汉平原西部地区为例,通过数理统计、水化学、同位素地球化学、离子比值关系等方法,开展了江汉平原西部边缘地带浅层孔隙地下水的水文地球化学特征研究。结果表明:平原区孔隙水以HCO_3-Ca·Mg型为主,丘岗区(丘陵和岗地)主要是HCO_3-Ca·Mg型,少量为HCO_3·SO_4-Ca·Mg型,还出现了HCO_3·NO_3-Ca·Mg型水,总溶解固体(total dissolved solids,TDS)升高主要是由于碳酸盐岩的溶解;浅层孔隙水均来源于大气降水,蒸发作用对该地区孔隙水的影响较小;方解石、白云石和石膏的溶解主导研究区的水文地球化学过程,也是孔隙水中Ca~(2+)、Mg~(2+)的主要来源,Na~+和K~+的主要来源是阳离子交换吸附。     

山东省黄河下游地区浅层地下水地球化学特征

对山东省黄河下游地区浅层地下水中As、Ba、Be、Ca、Cd、Co、Cu、Fe、Hg、Mo、Ni、Pb、Se、Zn、F^-、C1^-、Cr（VI）、NO2^-、COD、pH等33项指标进行分析测试；通过研究这些指标在浅层地下水中的背景含量变化规律，认为调查区内浅层地下水中As、Be、Ca、Cd、Co、Cu、Fe、Hg、Mo、Nj、Pb、Se、zn、F^-、Cl^-、Cr（VI）、N02^-、COD、pH等大部分指标背景值含量低于国家Ⅲ类水标准；但由于各指标分布不均匀，且富集程度相对较高，局部地段某些指标可达到Ⅳ类、V类水标准，水质变差，不能直接饮用。统计了调查区内各地市和不同地质单元中浅层地下水各指标的背景含量，分析研究各指标在不同行政区和地质单元中的含量变化及分布规律。     

吉林西部砷中毒区水文地球化学特征

以野外调查和样品测试数据为依据,应用SPSS软件对吉林省西部地下水中的砷及其它化学组分进行了相关性分析,结果表明:As与Fe、HCO3-、Mn、Cl、PO43-、TDS呈显著正相关关系,As与SO42-、Se呈显著负相关关系;根据水化学样品分析结果,结合研究区的地质、地貌及水文地质条件,得出病区的水文地球化学特征。在这个特定的水文地质单元,不同的地下水水化学类型,具有不同的砷含量,Cl.HCO3—Na型水的总砷含量最高,HCO3—Ca型水的总砷含量最低。     

山东省高密市高氟区地球化学及水文地球化学特征

为查明高密市高氟地下水的地球化学及水文地球化学背景,了解地下水中氟的来源、运移及富集规律,对采集到的382件岩土样品,300件地下水样品进行了主要组分的分析测试;将F-与岩土类别,地下水pH值,Na+、Ca2+等阳离子以及Cl-、SO2-4等阴离子进行相关性分析;对F-在高密市的水平分布特征和垂向分布特征进行了细致研究。结果表明:该区地下水中主要供氟源为南部丘陵基岩区的砂岩、砾岩、泥岩及火山岩、火山碎屑岩;土壤氟含量水平分布由南向北递增,垂向分布为上高下低;高氟水中F-含量与Na+呈正相关、与Ca2+呈负相关,与Mg2+无明显相关性,与阴离子含量无明显相关性,与矿化度无明显相关性,与pH值呈微弱正相关。通过开展高氟区地球化学和水文地球化学背景研究,对地氟病高发区高氟地下水的形成、运移与富集研究起到一定的参考作用。     

基于典型钻孔的江汉平原地下水成因分析

江汉平原地下水需求量日益增加、水质持续恶化,深入探究地下水的成因,对于地下水的合理利用与评价具有重要意义.选取江汉平原腹地YLW01钻孔和汉江附近HJ007钻孔为研究对象,钻探采集原状土柱,提取孔隙水,分析其水化学和氘氧同位素特征.研究表明:YLW01孔中深层砂性土孔隙水为咸水,TDS为1 131~4 013 mg/L,粘性土孔隙水为淡水;HJ007孔孔隙水均为淡水.YLW01孔中深层砂性土孔隙水的高SO₄2-含量（459~2 124 mg/L）,由石膏溶解形成;HJ007孔中深层孔隙水的高NO₃-含量（22~315 mg/L）,由土壤中硝化作用形成.孔隙水化学成分主要受矿物溶解和阳离子交替吸附作用影响,在长江和汉江带作用程度不同.氘氧同位素特征表明孔隙水来源于大气降水,且汉江带浅层地下水受到明显的地表水混合.江汉平原两个钻孔水化学与同位素的差异受长江和汉江影响带河湖相沉积环境、沉积物粒度及矿物组成所控制.      

山东省东部地区浅层地下水地球化学特征及环境质量评价

以山东省东部地区农业生态地球化学调查中浅层地下水数据为基础,对分析测试的29项指标的地球化学特征进行了研究。调查区浅层地下水中,Mo、Pb、Mn、Fe、Cl-、NO2-、总硬度等含量变化较大,导致局部水质变差;其他指标含量变化较小,在浅层地下水中分布均匀。参照我国地下水质量标准和生活饮用水质量标准,对本区浅层地下水进行了单因子与综合环境质量评价,该区不可直接饮用的浅层地下水占44.88%,综合环境质量较差;地下水污染多发生在主要城市、工矿企业及其周边地区;单指标水污染呈点(源)状、线状分布,主要超标指标为总硬度、溶解性总固体、高锰酸钾指数、NO2-、Cl-、F-、Mn、Fe。重点探讨了高密北部高氟浅层地下水形成的原因,为区内高氟水治理及地氟病防治提供了依据。     

车马碧引水隧洞近场区水文地球化学特征及成因浅析

地下水水文地球化学特征及其成因的认识可为地下水环境及饮用水安全提供重要依据。本文以车马碧水库引水隧洞近场区为研究对象,在现场水文地质调查和分析基础上,选取33组水样进行水化学测试,并从中抽取22组水样进行氢氧同位素测定。利用Piper三线图、Gibbs模型图、离子比例分析和因子分析等方法,确定研究区地下水离子组分来源。结果表明：大气降水是研究区内地下水的主要补给来源。地下水和地表水受含水层岩性影响,主要水化学类型分别为HCO₃-Ca·Mg型、HCO₃-Ca型;支洞水由于受人类活动影响较大,阴离子由HCO₃^-型变为SO₄^2-型。水-岩作用在各离子来源中占主导作用,K⁺+Na⁺和Cl^-主要来源于盐岩和硅酸盐的溶解作用,Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-、SO₄^2-主要来...     

江汉平原东北部浅层高铁锰地下水环境特征

铁、锰元素是影响江汉平原东北部浅层地下水质量的主要因素.为了查明该地区地下水中铁锰的分布特征及地下水环境特征,选择典型研究区,采集了13件地下水样品,测试了地下水中铁锰的含量以及酸碱度、矿化度和氧化还原条件,分析了上述条件对铁锰含量的影响,并与江汉平原腹地高铁锰地下水环境进行对比.结果表明,本研究区地下水以HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg型为主,高铁锰水主要分布于研究区东部和南部沿江地带,与江汉平原腹地地下水化学类型一致,铁锰的含量相对偏低.研究区上部土层中铁锰的氧化物为地下水中的铁锰提供了丰富的来源,地下水的酸碱度、矿化度和氧化还原环境是影响铁锰迁移的主要因素.研究区高铁锰地下水多呈弱酸性,矿化度较高,地下水中铁锰的含量与溶解氧具弱负相关,与氨氮具强烈正相关,表明相对还原的环境有利于铁锰释放到地下水中,江汉平原腹地处于更加还原的环境,是地下水中铁锰高于本研究区的主要原因.     

重庆市西部地区浅层地下水化学特征及污染现状分析

以重庆市沙坪坝区、北碚区、璧山县、铜梁县等9个区县地下水为对象,对表层土壤物理性质、地下水化学特征及地下水水质进行了测试分析,根据《地下水质量标准》(GB/T14848-93),对地下水进行了单项组分评价和质量综合评价,并对污染成因进行了分析。结果显示研究区内地下水以HCO3-、SO42--Ca2+、Mg2+型和HCO3--Ca2+、Mg2+型为主,地下水质量不容乐观,超标率达到了78%,地下水中总硬度、硫酸盐、锰等因子的背景值较高,超标显著,亚硝酸氮和氨氮的超标率达到了18.5%,最大超标倍数分别为86.5倍和44.9倍。     

江汉平原浅层含水层中土著硫酸盐还原菌对砷迁移释放的影响

硫酸盐还原菌是厌氧环境中参与砷形态转化的重要微生物种群,其介导的生物地球化学循环过程对铁氧化物表面吸附态砷迁移转化的影响亟待深入研究.选取江汉平原典型高砷含水层原位沉积物分离纯化出一株严格厌氧硫酸盐还原菌Desulfovibrio JH-S1,对其进行砷和铁还原能力鉴定,并通过模拟培养实验探究硫酸盐还原菌参与下的铁矿物相转化对吸附态砷迁移的影响.Desulfovibrio JH-S1具有Fe(III)还原能力,无硫和有硫体系中Fe(III)均能被还原,但在硫酸盐充足条件下铁还原量显著增加;该菌株不具备As(V)还原能力,但添加硫酸盐的培养体系中As(V)去除率可达96%以上.Desulfovibrio JH-S1能够还原硫酸盐从而促进载砷的水铁矿还原转化为纤铁矿,并导致吸附的砷释放.江汉平原高砷含水层土著硫酸盐还原菌兼具硫酸盐/铁还原功能,参与了高砷含水层系统中砷-铁-硫耦合循环,对高砷地下水的形成具有重要作用.      

天津平原区浅层地下水水化学特征及碳酸盐风化碳汇研究

大气 CO₂浓度在控制全球气候变化方面具有至关重要的作用,研究碳循环、CO₂收支平衡和精确评估是制定区域CO₂减排策略和寻找新的碳汇途径最重要的组成部分。碳酸盐风化碳汇是全球碳循环研究的一个重要方向。为此,本研究以天津平原区浅层地下水为研究对象,通过对地下水调查及水样的采集与分析,运用水化学分析方法分析了地下水水化学特征,并估算了地下水总储存量、DIC储量和碳酸盐风化碳汇量。研究结果表明:浅层地下水化学场自北部山前平原向南部冲积平原和滨海平原,呈现出自北而南和由北西向南东的水平水化学分带规律,地下水由低浓度的淡水、微咸水变为高浓度咸水,沿此方向水化学类型由HCO₃-Ca·Na·Mg→Cl·SO₄-Na→Cl·HCO₃-Na→Cl-Na型转变;淡水区、微咸水区和咸水区面积分别为733、3 034和6 564 km²。地下水水化学组分中Ca²⁺、Mg²⁺和 {\mathrm{HCO}}_3^{-}主要来源于碳酸盐的溶解作用。研究区浅层地下水总储存量为2 241 640万m³,总DIC储量为8.13×10⁶ t,总碳汇量为4.11×10⁶ t。研究区浅层地下水淡水区、微咸水区和咸水区地下水储存量分别为157 799万、6 245 936万和1 459 247万 m³,DIC浓度分别为19200、19200和19342 mg/L,DIC储量分别为0.67×10⁶、1.65×10⁶和0.58×10⁶ t,碳汇量分别为0.22×10⁶、0.90×10⁶和2.98×10⁶ t。沿地下水流向,DIC、储量和碳汇量的空间分布均呈现出由低到高的趋势。     

马尔柯夫链在江汉平原第四纪沉积环境分析中的应用

应用马尔柯夫链基本原理,在系统统计江汉平原监利县周老镇ZL01钻孔揭示的第四系基础上,结合该区的地质特征,进行了极限概率分析、差值矩阵分析、置换分析和熵分析.根据马尔柯夫链的综合分析结果,总结出江汉平原周老镇ZL01钻孔剖面的第四纪沉积主旋回,发现该剖面主要形成于河流沉积环境,并建立了该区第四系的地方性沉积相模式,为研究该地区的沉积作用、判断沉积环境提供定量的解释依据,对研究江汉平原的变迁历史及其保护和开发利用具有重要意义.     

Hydrogeochemical characteristics of central Jianghan Plain, China

The central Jianghan Plain is the semi-closed basin in the middle reaches of Yangtze River. A total of 78 water samples targeting groundwater were collected from 75 sites in this study site, the area between Yangtze River and Han River, including rivers and lakes for temperature, pH, electrical conductivity (EC), total dissolved solids (TDS) and ion composition measurements. Correlation matrix was used to assess the geochemical and anthropogenic processes. The most confined groundwater was grouped into HCO₃–Ca–Mg, while phreatic groundwater and surface water had a more diversified hydrochemistry. The spatial variation in overall water quality as well as comparison with WHO (World Health Organization) standards for drinking water is illustrated. Mn, As and NO₃ ^? concentrations were found to exceed the allowable limits for drinking water of WHO guidelines, and they also show remarkable spatial variations. Abnormally high nitrate concentration, up to 150–190 mg/l, was found only in phreatic groundwater, which suggested that the nitrate pollution might be caused by agricultural activities. The present study may be helpful in further studies concerning water quality issues in this area where groundwater is a vital source for drinking and other activities.     

广汉市平原区浅层地下水化学演化及其控制因素

为在广汉市城乡规划过程中提供地下水资源开发利用的基础信息,采用矿物风化系统分析、相关性分析、主成分分析和PhreeQC反向水文地球化学模拟等方法对广汉市平原区的浅层地下水的地下水水化学组分进行分析,确定了浅层地下水的水化学演化及控制因素,完成了地下水资源的质量及时空分布特征分析。分析表明：Gibbs图显示岩石风化主导该区地下水水化学特征,风化过程产生离子和次生矿物又经历水解作用,在矿物风化系统稳定场图中显示水样中铝硅酸盐矿物逐渐趋于溶解,碳酸盐矿物处于饱和状态;PhreeQC反向水文地球化学模拟结果显示在水流模拟路径上主要发生了钙蒙脱石、钾长石溶解和高岭石、石英、钠长石的沉淀,以及Ca-Na₂之间的阳离子交换吸附作用;离子相关性和主成分分析进一步的验证了溶滤作用、蒸发浓缩作用和阳离子交换吸附作用是引起浅层地下水水化学过程和矿物组成改变的主要原因。研究区地下水水质总体不会对人体健康造成不良影响。     

保定平原区地下水化学特征及演化

为揭示保定平原地下水水化学特征及演化规律,本文以保定平原为研究对象,对216组地下水样水化学特征进行了分析。综合运用Piper三线图、Gibbs图、相关离子分析等方法,研究了保定平原区深浅层地下水化学组成及水化学类型空间分布特征,识别了水化学形成机制与控制作用,在此基础上分析了水化学演化的成因。结果表明：沿地下水径流方向,浅层地下水与深层地下水主要离子含量呈现明显的递变规律,TDS、Na+、Mg2+、Cl-、SO2-4、HCO-3含量逐渐升高,K+、Ca2+逐渐降低,地下水优势阳离子Ca2+主导地位逐渐被Na+代替,优势阴离子HCO-3主导地位逐渐向Cl-过渡。地下水化学特征主要受水岩作用、阳离子交替吸附作用以及人类活动共同影响,水岩作用以碳酸盐岩和铝硅酸盐岩共同溶滤作用为主;浅层地下水受人类活动影响较大,影响离子主要为NO-3,集中分布于补给区,除了与农业活动相关外,主要与山前平原岩性颗粒粗,具有较强的渗透性有关。     

封闭不良天然气孔突水过程的水文地球化学特征

为了查清封闭不良天然气孔突水过程中充水水源的变化规律,开展了气孔出水水文地球化学特征研究。结果表明：“大53”天然气孔突水过程中TDS浓度逐渐降低,初期为SO₄·Cl—Na型水,位于Piper三线图右端部,来自直罗组;中期TDS浓度降至500多mg/L,属于HCO₃·SO₄·Cl—Na型水,位于Piper三线图右端偏下,来自白垩系;期间煤层底部涌出高TDS的SO₄·Cl—Na型水,该水样点位于三线图右端偏上。气孔处理过程中,水样中γ（Ca）/γ（Na）系数均远大于其他水样,且HCO₃^- 未检出,为煤层顶板直罗组水化学特征,表明阻隔了2^-1煤层与白垩系含水层和2煤—6煤含水层的水力联系。取距离阈值20,分层聚类分析可以将水样分为白垩系水和侏罗系水,距离阈值5又可将侏罗系含水层水细分为直罗组2段、直罗组1段和2煤—6煤含水层水,实现了对气孔突水过程中充水水源变化规律的准确判别。     

保定平原区地下水化学特征及演化

为揭示保定平原地下水水化学特征及演化规律,本文以保定平原为研究对象,对216组地下水样水化学特征进行了分析。综合运用Piper三线图、Gibbs图、相关离子分析等方法,研究了保定平原区深浅层地下水化学组成及水化学类型空间分布特征,识别了水化学形成机制与控制作用,在此基础上分析了水化学演化的成因。结果表明：沿地下水径流方向,浅层地下水与深层地下水主要离子含量呈现明显的递变规律,TDS、Na+、Mg2+、Cl-、SO2-4、HCO-3含量逐渐升高,K+、Ca2+逐渐降低,地下水优势阳离子Ca2+主导地位逐渐被Na+代替,优势阴离子HCO-3主导地位逐渐向Cl-过渡。地下水化学特征主要受水岩作用、阳离子交替吸附作用以及人类活动共同影响,水岩作用以碳酸盐岩和铝硅酸盐岩共同溶滤作用为主;浅层地下水受人类活动影响较大,影响离子主要为NO-3,集中分布于补给区,除了与农业活动相关外,主要与山前平原岩性颗粒粗,具有较强的渗透性有关。     

安徽淮北平原浅层地下水水质特征分析

以安徽淮北平原浅层地下水中的水质状况为研究对象,有针对性地采集了浅层地下水水样151个,应用多种方法测试了26种水样指标。综合分析结果表明:安徽淮北平原浅层地下水色度、浊度超标率小于10%;pH均值为7.6,为中性偏碱性水;HCO3—Na.Ca、HCO3—Na、SO4—Na、HCO3.SO4—Na.Mg等4种水化学类型占62.9%;硬度和TDS均值分别为481mg/L,641mg/L;Fe、Mn超标率分别为50.8%,46.9%;F-均值为1.4mg/L,低洼地势含氟矿物的溶解是导致F-局部偏高的主要原因,最高可达4.1mg/L;CODMn变化范围为1.0～3.5mg/L,有机污染程度低;三氮浓度随深度的增加而减少,农药化肥的过量使用是导致NO3--N和NH4+-N超标的主要原因,NO2--N超标19.1%,且与Fe2+浓度呈正相关关系(相关系数为0.933)。主成分分析发现,地下水的交换吸附作用、溶滤作用,原始沉积环境以及农业生产活动是影响其水质的主要因素。