地下水质量影响因素识别与定量评价——以广西桂林会仙湿地为例

近年来,在人类活动强烈的干扰下,湿地地下水环境日益恶化。传统的地下水质量评价方法因未区分天然高背景和人为污染的影响,评价结果不能全面、真实、可靠地表示出水质的实际状态。笔者等选取地下水主要超标指标进行因子分析,并根据各因子的得分和方差贡献率计算各采样点得分,并最终计算因子影响下的综合得分。综合评价结果表明,研究区地下水主要有3个影响因子,因子1主要为天然高背景引起的高铁(TFe),锰(Mn)和铝(Al),因子2为农业及生活污水影响导致的NH⁺₄、高锰酸钾指数(COD_Mn)和NO^-₂超标,因子3为天然与人为复合影响导致的I^-污染。计算得出的综合影响程度与传统的水质评价结果吻合,综合影响程度得分图不仅可以得出地下水质信息,还可根据确定的因子得出天然与人为对地下水质的影响。     

江苏泗阳城区浅层地下水化学特征及其影响因素

根据现场取样分析,对江苏泗阳城区浅层地下水水文地质特征、水化学组分在空间上的分布特征进行了研究,并对其形成特点和影响因素进行探讨。结果表明：研究区浅层地下水水化学类型呈现明显的平面分带性,京杭运河西南侧浅层地下水阴离子中HCO^-₃占主导地位,溶解性总固体(TDS)多小于1 g/L,总硬度小于450 mg/L,水质一般较好;京杭运河东北侧浅层地下水阴离子以HCO^-₃、Cl^-、SO^2-₄为主,TDS多介于1~3 g/L,总硬度大于450 mg/L,为微咸水,水质变差。研究区NH⁺₄-N、NO^-₃-N污染较明显,空间分布具有明显的地域性差异;高浓度分布在京杭运河两岸以及泗阳农场一带,纵向上NH⁺₄-N高浓度主要集中在小于18 m的浅层地下水,NO^-₃-N多在8~20 m的浅层地下水富集。研究区浅层地下水水化学组分现状特征及其差异性的形成与演化,受海陆交互相沉积环境、含水介质、地下水补径条件以及人类活动等因素的影响。     

新安江流域上游地区地下水化学特征及水文地球化学作用研究

新安江流域上游地区地下水水化学成分复杂,水与含水介质间发生的各种溶解、沉淀、吸附等水-岩相互作用在地下水复杂成分形成和演化过程中发挥重要功能。文章采用数理统计、主成分分析和聚类分析、Gibbs模型、硅酸平衡、主要离子比例系数等方法,研究了新安江流域上游地区地下水水化学特征和水文地球化学作用,分析了水化学组分来源。结果表明：研究区地下水阳离子以Ca²⁺、Na⁺为主,阴离子以HCO^-₃为主,还存在少量Cl^-、SO^2-₄,地下水主要水化学类型为HCO₃-Ca型、HCO₃-Na·Ca型、HCO₃-Ca·Mg型;地下水水化学组分主要来自碳酸盐矿物和硅酸盐矿物的风化溶解,其次来源于蒸发岩的风化溶解。地下水的溶滤作用、阳离子交替吸附作用以及人类生产生活等活动共同影响地下水水化学特征。     

广东省丰良地热田高氟地热流体成因及热储温度评价

广东丰顺丰良地区出露的地热水温度高达96℃,热储层为裂隙发育的下侏罗统的英安斑岩,F^-含量较高。但关于其地热流体的补给来源、循环演化过程及热储温度研究较少。笔者等基于早期开展的勘探工作和补充采集、测试的地热水和气体数据,探讨了该地热系统的流体成因及热储温度。结果表明,丰良地区地热水存在2类,A类地热水温度普遍低于40℃,Ca²⁺含量高,Na⁺和K⁺含量低,以HCO^-₃—Ca²⁺型为主;B类地热水Na⁺含量高,Ca²⁺含量低,为HCO^-₃—Na⁺型。A类地下水可能受浅层地下水混入影响,但缺少直接证据。B类地下水由周边山区的大气降水补给,沿裂隙或者断裂系统进入英安斑岩储层,循环深度和水—岩相互作用时间分别可达5200～6300 m和22 ka;储层温度条件下铝硅酸盐矿物的溶解以及阳离子交换作用促进了富N₂、S...     

广西红水河中下游澄江地区地下水地球化学特征

以西南岩溶地下水污染调查评价中广西红水河中下游澄江地区地下水数据为基础,对该地区26件样品的水化学类型、化学成分含量特征、成分间相关特征以及化学成分的空间分布特征及影响因素进行了研究。结果表明：该地区地下水水化学类型为Ca-HCO₃型或Ca·Mg-HCO₃型;地下水中测试指标背景含量均未超过Ⅲ类水标准;大部分测试指标在该地区地下水中分布较均匀,只有Zn、Se和Hg在局部富集,分布不均匀;该地区地下水中元素含量与pH值没有明显的相关关系,而总硬度、HCO^-3、Ca²⁺、Mg2⁺、K⁺、Na⁺、SO^2-₄、NO^-3、I^-等元素间则显示出一定的相关关系,地下水中起决定性作用的是HCO^-3、Ca²⁺、Mg²⁺;该地区地下水中元素含量空间上具有片状分布特点,主要受地质背景、地理条件和人类活动的综合作用所制约。     

宁夏吴忠市金积水源地地下水水质影响因素的多元统计分析

根据吴忠市金积水源地地下水饮用水用途选择11项水化学指标,采集32个地下水水样进行测试分析及处理。在分析金积水源地地下水流场及水化学特征基础上,综合利用因子分析法和系统聚类分析方法对水质影响因素进行评价,2种方法评价结果基本一致。结果表明,该区地下水水质影响因素主要有：以Cl^-、SO^2-₄、Mg²⁺、NO^-₃、Ca²⁺质量浓度为代表变量的溶滤作用,该作用表现为西强东弱,综合主成分贡献率48.40%;以EC、总硬度及TDS、Na⁺、HCO^-质量浓度为代表变量的蒸发浓缩作用,沿补给区和排泄区作用较强,综合主成分贡献率39.66%;以NH₄-N质量浓度为主要载荷变量的人类活动影响因素,因子得分较高区域与企业分布及排污范围分布一致,综合主成分贡献率11.94%。水质影响因素分布总体表现为黄河沿岸蒸发浓缩作用相对较强;汉渠以北主要受溶滤作用及地下水蒸发浓缩共同影响;南干沟及南干沟入黄河口附近氨氮污染较明显。     

淮河流域浅层地下水水化学特征10年对比分析及其环境变迁意义

浅层地下水是淮河流域重要的农业灌溉和农村分散供水水源,开展水化学特征演变分析能为区域用水安全、粮食安全保障提供科学依据。该次研究应用数值统计、舒卡列夫分类、Piper三线图、水质评价等方法,对比分析10年间隔(2009年和2019年)的水化学分析数据,总结浅层地下水化学特征变化规律。结果表明：10年之后,淮河流域浅层地下水更趋于弱碱性,溶解性总固体和总硬度平均值有所增长,但中位值略有下降,最大值抬升较多;优势离子排序没有变化,Na⁺和HCO^-₃仍为淮河流域浅层地下水中主要优势离子,水化学组分空间变异性进一步增强;水化学类型仍以Na-Ca-Mg·HCO₃型和Ca-Mg·HCO₃型为主,但Na-Ca-Mg·HCO₃型占比大幅减少,Ca-Mg·HCO₃型略有增加,水化学类型趋于分散化和复杂化。比较而言,淮北平原西部浅层地下水化学变化主要表现为HCO₃型占比增加,水质趋于改善;淮北平原中部主要表现为Ca型、HCO     

有机污染物(菲)在弱透水层中的越流迁移特征

采用高渗透压渗流试验装置,模拟已被污染的浅层地下水越流通过弱透水层污染深层地下水的过程,研究不同矿化度、不同pH条件下有机污染物（菲）通过饱和黏性土弱透水层时的质量浓度变化特征。结果表明：矿化度的增加有利于弱透水层吸附截留渗滤液中的菲;高矿化度水中的Na+交替土层中的Ca²⁺、Mg²⁺,使水中的Ca²⁺、Mg²⁺质量浓度增加,与HCO^-₃、菲组合形成络合物;不同pH条件下,Ca²⁺、Mg²⁺、HCO^-₃对菲的迁移有阻滞作用,SO^2-₄参与还原反应并可与菲形成络合物,对菲迁移有促进作用。菲在弱透水层中的迁移能力很弱,衰减率达82％～96％,高渗透压下菲的污染锋面迁移速度为0.714 m/d,pH=8时菲通过弱透水层的迁移质量浓度最小。控制渗滤液的pH、组分可有效阻止菲在弱透水层中的迁移。     

天津市宁河北奥陶系灰岩水源地的水文地球化学模拟

天津市宁河北水源地属埋藏型地下水源地,其开采层奥陶系灰岩含水层呈北东向的向斜展布,隐伏于石炭系-二叠系砂页岩之下,并被新近系覆盖,仅在东北部与第四系含水层有水力联系,地下水的补给主要来自浅层第四系含水层的越流补给。应用水文地球化学模拟方法,研究从第四系含水层到奥陶系含水层地下水经历的水-岩作用,包括方解石、白云石、萤石和硬石膏的溶解或沉淀、二氧化碳气体的溶解或逸出等,地下水硬度、矿化度总体上有下降趋势,这是由于含Ca²⁺、Mg²⁺和HCO^-₃的矿物相发生溶解,迁入溶液的比率要小于发生沉淀迁出溶液的比率,具体表现在从第四系含水层到奥陶系含水层Ca²⁺、和HCO^-₃浓度的降低幅度较大。通过模拟计算,可以定量确定从补给区到研究区沿水流路径上的水-岩相互作用及质量交换,有助于揭示该区地下水化学环境的演化机制。     

泥河湾盆地东谷坨遗址地层易溶盐沉积及其环境意义

东谷坨遗址地处泥河湾盆地东部边缘,是该地区发掘次数和出土遗物最多的早更新世古人类活动 遗址之一。对遗址湖滨相沉积物易溶盐类的测试和分析表明,此剖面代表的泥河湾古湖易溶盐为Na+-CO2-3--SO2-4-HCO-3 型,属于淡水湖-半咸水湖,处于半干旱区湖泊演化早期的碳酸盐湖泊阶段。K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Hco-3 和Cl -等 6类离子含量的变化曲线表现出较大的相似性,且它们与含盐量的变化大体一致。CaCO3含量及含盐量的变化与沉积物中细颗粒含量变化具有一致性,细颗粒含量较高时期对应 CaCO3 含量和含盐量相 对较高时期。根据含盐量和各主要离子比值并结合CaCO3 含量变化,将湖泊演化划分为 4个阶段,古人类在该 遗址活动时期对应于湖泊演化的前 3个阶段。该项研究对探讨东谷坨遗址利用者的生存行为与环境的关系具有重要意义。     

模糊综合评判法在淮南市浅层地下水评价中的应用

通过对淮南市浅层地下水水样进行测试、分析,选取氯离子、硫酸盐、硝酸盐氮、总磷、锰、铅等六项指标为评价指标,依据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002),运用模糊综合评判法对研究区水质进行了合理评价。研究结果表明:淮南市浅层地下水综合水质较差,大部分地区浅层地下水已遭受到不同程度污染,多数水体不能直接作为饮用水。     

重庆市南川区南部岩溶地下水水文地球化学特征

以重庆市南川区南部地区岩溶地下水为研究对象,通过野外调查和取样测试分析,对研究区内149件地下水样品进行水化学常规分析和微量重金属元素分析,结果表明:研究区内地下水化学类型以HCO3-Ca·Mg、HCO3-Ca和HCO3-SO4-Ca型为主。地下水中主要阴阳离子HCO3-、SO42-、Ca2+和Mg2+浓度均表现出与含水岩组相对应的关系,即碳酸盐岩类岩溶水＞碳酸盐岩夹碎屑岩水＞碎屑岩水。地下水中Mg2+ /Ca2+摩尔比值表明研究区内绝大部分地下水径流过程中以方解石和白云石的共同溶解为主。地下水中微量重金属元素含量整体偏低,绝大部分水质都在Ⅲ类水标准以内,只有极个别点受到污染导致部分重金属组分偏高      

三种地下水水质评价方法的应用对比分析

本文给出了目前地下水水质评价中,常用的单项组分评价方法、F值法和模糊综合评判法基本原理。并运用这三种方法分析了北京市大兴区地下水水质,阐述各种方法的优缺点及适用条件,为地下水水质评价评价方法选用提供依据。     

基于EOF和M-K的晋祠泉域岩溶地下水水化学时空变化特征分析

为研究晋祠泉域岩溶地下水水化学的时空变化规律,以2001-2014年该泉域内具代表性的岩溶水监测点水质资料为基础,以pH值、7大主要离子及TDS作为因子,运用经验正交函数（EOF）分析与Mann-Kendall（M-K）突变分析相结合的方法,对晋祠泉域14年的水化学场进行时空结构分离。结果表明:在空间分布特征上,pH值由北向南逐渐减小,汾河中段以南出现低值区;Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-和TDS的空间变化趋势相似,整体上均是由北向南逐渐增加,等值线在古交一带较周围地区升高;K+ + Na+和Cl-含量在整个泉域普遍较低,但K+ + Na+在泉域边界处的王封和西寨一带含量升高,Cl-在古交以及西华苑处增高。在时间演化特征上,从2001-2014年pH值、Mg2+、K+ + Na+、HCO3-和Cl-含量基本在平均值上下波动;Ca2+和SO42-含量逐年降低,且分别在2008年和2009年之后呈明显的下降趋势;TDS在2005-2007年呈明显的下降趋势,在其它时段下降趋势不显著。      

北京市大兴区地下水资源开采潜力分析

本文根据不同含水岩组的水量、水质和水温特征,分析了大兴区地下水资源的开采潜力,提出了地下水开发利用建议,为大兴区城市规划、城市供水方案提供依据。     

清徐县西边山洪积扇地区地下水水化学特征及水质评价

为探明太原市清徐县西边山洪积扇地区地下水水化学特征及成因,采用统计分析法和模糊数学方法对清徐县西边山洪积扇地区12个地下水水样点的水化学指标进行了分析和综合评价。结果表明:研究区地下水取样点的水化学评价指标中,总硬度和NO3-含量浓度较高,其平均值属于Ⅴ类水极限值,SO42-含量和TDS含量浓度较低,其平均值属于Ⅱ类和Ⅲ类水质;采用模糊数学方法对地下水水质进行综合评价时表明研究区58. 4%的地下水属于Ⅱ类和Ⅲ类水质,可以直接使用,41. 6%的地下水属于Ⅳ类和Ⅴ类水质,需进一步处理后才能使用;对研究区地下水水质成因研究时表明研究区地下水类型主要为HCO3·SO4-Na·Mg·Ca类型,属于碳酸盐富集区,研究区内碳酸盐矿物溶解作用是控制地下水主要离子组分的主要因素。     

大兴迭隆起隐伏岩溶水资源保护措施分析

以大兴迭隆起地区隐伏岩溶含水系统为研究对象,通过对地质、水文地质条件、地下水开发利用现状的分析论述,从水均衡的角度利用反算法开展资源计算评价,评价结果显示基岩岩溶水处于严重超采状态,并进一步结合岩溶水补径排条件分析了按照目前开采状况将可能引起的环境问题,从可持续利用角度提出大兴迭隆起岩溶地下水的保护措施。     

喀斯特山区浅层地下水的季节变化特征及影响因素——以普定后寨河为例

以贵州中部喀斯特山区普定县后寨河流域浅层地下水为研究对象,对浅层地下水的季节变化特征及影响因素进行分析。结果表明:在喀斯特山区,浅层地下水主要阴离子为HCO3-、SO42-、Cl-,分别占总离子含量的53%、15%、3%,主要阳离子为Ca2+和Mg2+,占总离子含量的19%和6%,水化学类型为HCO3-Ca型水,pH为7.51～8.23,呈微碱性;浅层地下水具有明显的季节变化特征,HCO3-、Na+、NO3--N、Ca2+、TP的季节差异显著（P<0.05）,K+、Mg2+、Cl-、TN、NH4+-N、SO42-不同季节之间存在差异,但未达显著水平。喀斯特山区,浅层地下水化学性质主要由地层岩性决定,对农业活动、居民生活活动响应敏感,其中以农业活动最为显著,居民生活活动次之。喀斯特山区居民的农业活动和人为干扰使得浅层地下水中氮、磷质量浓度升高,明显影响水质。      

矿井涌水水源判别的GRA-SDA耦合模型

选取矿井涌水水源判别中常用的灰色关联分析和逐步判别分析作为基础模型,分析了两者的优缺点及单独使用中存在的问题,提出耦合判别思路,设计了GRA-SDA耦合式水源判别模型。利用某矿区实际样本数据,选取Na++K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-共6组离子以及矿化度作为判别因子,对该模型进行实例验证。分析表明,该模型判别结果与实际情况吻合较好,与单独使用一种分析方法相比较,有效地提高了水源判别正确率。     

内蒙古呼和浩特市承压地下水水位监测网优化

定量评价地下水监测网的合理性对于准确、经济地获取高质量的监测数据尤为重要。本文针对呼和浩特市平原区现行承压水监测网, 以估计误差标准差作为衡量监测网合理与否的特征参数, 借助ArcGIS地学统计模块, 利用普通Kriging插值模型, 对待测点进行插值, 获取估计误差标准差等值线图。结果表明: 监测水位估计误差标准差范围由优化前的0.47~4.44变为优化后的0.5~0.8(除研究区西南边界附近外), 研究区整体估计误差标准差显著减小, 且全区范围内变幅较小。优化后的监测网在满足监测精度需要的同时, 能够较大程度节省监测网的运行费用。研究成果为呼和浩特市平原区承压水水位监测提供一个较优化的监测网布设方案, 进而为研究区承压地下水的合理开发利用以及相关环境地质问题提供真实可靠的数据支撑, 具有重要的应用价值。