中关铁矿地下水化学组分演变特征分析

为探明中关铁矿在进行建设及开采时,地下水水化学组分受地下水流场变化及水-岩相互作用的影响程度,本文利用Piper三线图、聚类离子分析及离子比值图等分析手段,对中关铁矿地下水水化学组分演变特征进行研究分析。结果表明:奥灰水的水化学类型为HCO₃-Ca·Mg型;混水为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型;岩体水为SO₄-Ca·Mg型。奥灰水与岩体水中Ca²⁺浓度变化最大,而混水中Mg²⁺浓度变化最大;奥灰水与混水中HCO₃^-浓度变化最大,而岩体水中SO₄^2-浓度变化最大。其中,地下水中Ca²⁺、Mg²⁺和SO₄^2-是TDS值的主要影响因素。该研究结果有助于深入研究铁矿区地下水系统循环过程,为地下水资源的管理、开发利用与保护提供依据。     

焦作地区地下水水化学特征分析及水质评价

2017年对焦作地区42个地下水样品进行了采集和测试,综合运用数理统计、Piper三线图和相关性分析等方法分析了该区地下水水化学特征,并运用单因子评价和基于主成分分析的模糊综合评价法对研究区地下水水质进行了评价。研究结果表明:地下水中Ca²⁺、Mg²⁺、SO^2-₄和HCO₃^-占主要优势,浅层地下水水化学类型按地下水径流方向由HCO₃-Ca型逐渐演变为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型和HCO₃·SO₄·Cl-Ca ·Mg型,深层地下水水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型,局部为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型;水体离子组分变化主要受碳酸盐、硫酸盐和岩盐等风化溶滤作用影响;单因子评价结果显示TH、Mg²⁺、TDS、SO^2-₄等组分的超标是影响地下水质量的主要因素;模糊综合评价结果显示研究区浅层及深层地下水质满足Ⅲ类水及以上标准的采样点,分别占总采样点的61%和75%。研究成果可为该地区水质评价和水资源合理开发利用提供依据。     

山东淄博大武水源地地下水水化学特征及水质评价

为了解大武水源地地下水水化学特征及水质现状,选取2017年12月采集的57件水样,综合运用数理统计、相关性分析、Piper三线图、Gibbs模型和离子比法,分析了大武水源地的主要离子特征及其成因,并运用综合评价法对水源地水质进行评价。结果表明:大武水源地地下水主要阳离子为Ca²⁺和Na⁺,约占阳离子总量的82.8%;主要阴离子为HCO₃^-、SO₄^2-、Cl^-,约占阴离子总量的91.9%;水化学类型以HCO₃·SO₄-Ca·Mg(Ca)型、HCO₃·SO₄·Cl-Ca·Mg(Ca)型、HCO₃·Cl-Ca·Mg(Ca)型为主;水化学组分主要受碳酸盐岩风化溶解控制;地下水水质都在Ⅲ类水以上,Ⅲ类水占据总水样的47.4%,Ⅳ类和Ⅴ类水占据了52.6%。研究成果对了解大武水源地水环境现状具有重要意义。     

花岗岩带状热储水化学与锶同位素地球化学特征

江西省明月山地区位于宜春市西南部,地热资源丰富,揭示其水化学特征有利于地热资源保护和合理开发利用。收集并检测了39个水样本,采用水化学分析方法、相关分析法、水化学特征系数法分析了不同类型水样水化学组分含量特征及相关关系、水化学类型、钠氯系数、γMg/γCa系数和脱硫系数,同时根据锶同位素比值及浓度特征探明不同类型水的区别,阐明了研究区内水岩作用。结果表明：(1)不同类型的水样水化学组分之间存在一定的差异,TDS、pH、K~+、Na~+、HCO3~-、SO42-、F~-在地下冷水与地热水中均有不同程度的升高,地表水主要为Ca(HCO3)2和NaHCO3型水,地热水以NaHCO3型水为主,泉水以Ca(HCO3)2为主,地下冷水两个样品均为NaHCO3型水。(2)γNa/γCl和γMg/γCa的比值表明研究区地下水成因主要受大陆溶滤水演化的影响,脱硫系数表明研究区内地下水含水层封闭性较差,控制研究区内地热水水化学演化的主要因素为岩石风化作用。     

密怀顺地区生态补水对地下水水化学的影响分析

基于北京市密怀顺地区2019年3月至2021年12月外源水及地下水质监测数据,综合运用水化学分析方法,分析了不同外源水生态补水对地下水水化学的影响;同时,采用离子比例关系图和水文地球化学模拟软件(PHREEQC)进行地下水化学的成因分析。结果显示,南水各离子浓度较低,再生水中各离子浓度显著高于南水与地下水。外源水入渗对地下水水化学的影响表现为水化学类型逐渐向外源水靠近,研究区中部地下水在南水影响下水质变好。研究区生态补水时,主要受混合与方解石溶解沉淀作用影响。研究区南部地下水在引温济潮再生水影响下,发生脱硫酸作用,使得SO₄^2-降低,方解石的沉淀量增加,明显改变地下水演化。     

豫北山前修武地区地下水水化学特征及水质评价

为了解修武地区地下水水化学特征,选取2018年丰水期42个地下水样和3个地表水样数据,综合运用数理统计、Piper三线图、模糊数学综合法、相关性分析和Gibbs图等进行修武地区地下水水化学特征分析及水质评价,并分析其主要影响因素。结果表明:①修武地区地下水中Na⁺、Ca²⁺、HCO₃^-和SO₄^2-含量相对较高,阳离子浓度呈Na⁺＞Ca²⁺＞Mg²⁺＞K⁺的关系,阴离子浓度呈HCO₃^-＞SO₄^2-＞Cl^-＞NO₃^-＞F^-的关系。②浅层地下水整体呈明显分带特征,从北部冲洪积扇的HCO₃型和HCO₃·SO₄型,至扇前洼地变为HCO₃·SO₄·Cl型,过渡到黄沁河冲洪积平原变为SO₄·Cl型、SO₄型和HCO₃·SO₄型;深层地下水整体呈HCO₃型。③模糊数学综合评价结果表明修武地区地下水水质整体较好,局部地下水受到污染。④地下水水化学主要受岩石作用控制,也受蒸发浓缩作用影响,局部地下水受地表水、水动力条件及人为因素影响,主要是工矿企业污染。研究成果可为修武地区地下水污染防治及水资源保护提供参考依据。     

河西走廊浅层地下水主离子特征及水质评价

为查明河西走廊浅层地下水的主离子特征及浅层地下水水质状况,运用数理统计法、Piper三线图、相关性分析、Gibbs图及离子比例系数等手段,对研究区75个水样点的水化学指标进行了全面研究。在此基础上,采用了模糊综合评价法与内梅罗指数法对该地区浅层地下水进行了水质评价。结果表明:河西走廊浅层地下水整体偏碱性;Cl~-、Na~+、K~+、NO~-_3和SO_4~(2-)在空间上存在较强的变异性;水化学类型整体上为重碳酸硫酸型水;研究区内浅层地下水中的Na~+、SO_4~(2-)和Cl~-很可能有相同的来源;水化学组分主要受蒸发-结晶作用,硅酸盐矿物、蒸发岩盐及硫酸盐溶解的控制。水质评价结果表明人类聚集地浅层地下水水质较差。     

丹江口水库水化学特征现状分析

河流化学径流多源自流域岩石风化、地表侵蚀及人类活动等,水化学特征是流域多重环境信息的综合表现。为探讨丹江口水库水化学特征及影响因素,分别于2017年10月、2018年1月、4月和7月系统采集丹江口水体,分析水体离子组成及时空变化规律等水化学特征。分析结果显示:水体pH值介于7.02~8.58之间,呈中偏弱碱性,水体溶解氧、ORP值及电导率具有明显季节变化,总溶解性固体(TDS)平均值为(176.14±15.98) mg/L,高于世界河流平均值。在水体主要阳离子中,Ca²⁺含量最高,介于50%~70%之间,其次,Mg²⁺含量为20%~30%;在阴离子组成中,大部分样点的HCO₃^-含量达70%以上,(Cl^-+SO₄^2-)含量在20%以下,DSi含量在10%以下。研究结果表明,碳酸盐岩风化控制了水体总体特征,部分离子受硅酸盐岩风化影响,人类活动亦是影响水体化学特征的重要因素,与已有监测结果对比,近年来丹江口水库水环境有一定程度改善。研究结果为流域水资源综合管理和开发利用提供了数据支撑。     

贵安新区东部岩溶地下水水化学特征

为弄清贵安新区东部区域岩溶地下水水化学特征,根据研究区采取的50组和收集的68组水样的水化学测试结果,利用SPSS、ArcGIS、MapGIS、Origin等软件,对水质参数相关性及主要离子空间分布进行分析;采用舒卡列夫分类法、Piper三线图、Gibbs图、离子比值图等对研究区的水化学特征进行了分析。结果表明:①研究区Ca²⁺、HCO₃^-为优势离子,Na⁺、SO₄^2-、F^-、NO₃^-有强烈的空间变异性,溶解性固体总量(TDS)与各组分相关性较好;②地下水类型以HCO₃-Ca、HCO₃-Ca·Mg、HCO₃·SO₄-Ca型水为主,其中HCO₃-Ca·Mg型水占比最大为32.2%;③Mn、Fe、Al、NH₄⁺等超过地下水质量标准,主要分布在三叠系安顺组(T_1-2a)、大冶组(T₁d)含膏盐地层,Mn超标达8.47%;④地下水处于岩石风化控制区,含岩盐地层溶滤起主导作用且发生阳离子吸附作用,主要水岩作用为碳酸盐岩溶解,碳酸岩盐是Ca²⁺和HCO₃^-的主要来源。该研究为今后岩溶地下水资源的开发利用与保护提供依据。     

豫东平原扶沟等地高氟地下水成因和富集条件探讨

针对研究区211眼机井地下水水质调查结果,分析研究区高氟水分布特征、演化规律、水化学特征、高氟水形成的主导条件、影响氟富集的主要因素。结果表明:该区域浅层地下水中F-质量浓度随地下水埋深的增加呈上升趋势;地下水化学类型以HCO3-Na·Mg和HCO3-Na型碱性水为主;主导氟富集的环境条件是强碱化水化学环境,地下水中F-质量浓度与Na+质量浓度呈正相关,F-质量浓度与Ca2+质量浓度和HCO-3质量浓度分别呈负相关关系;除自然因素外,人类频繁活动也影响着水体中氟化物质量浓度的变化。     

山东省河流水化学特征分布的评价

利用１９８５￣１９９６年省内主要河流１１５个监测断面的矿化度、总硬度、水的类型、ｐＨ值等主要水化学特征参数，结合各断面多年平均径流量，评价了山东省主要河流水化学特征、离子径流量以及离子径流模数的地区分布，综合分析了河流水化学动态，总结了水化学特征的年内，年际变化规律，为合理利用水资源、保护水环境提供了科学依据。     

南水北调中线干线水体特征指标筛查与动态分析

为掌握南水北调总干渠的水体特征指标情况，对中线干渠 12 个断面的 99 项水化学指标和 5 项同位素指标 在 2020—2021 年度的变化情况进行系统分析，按照可以在干渠沿线普遍检出并能广泛使用（普适性）、干渠本身 指标稳定（稳定性）、与周围水体有明显差异（差异性）的原则，建立干线水体特征指标体系，尝试识别出总干渠的 特征指标，进而评估特征指标的正常动态范围，以期为快速研判南水北调干渠边坡渗水、漏水等问题提供技术支 撑。研究结果表明：对于“普适性”，中线干渠水体有 10 项水化学指标可以满足；对于“稳定性”，中线干渠水体中 锶、钠、钾、钙、镁和氯等 8 项水化学指标总体稳定，受季节变化影响具有一定的波动性，氘（ 2H）、氧（ 18O）、锶（ 87Sr）和 硫（ 34S）同位素具有较好的稳定性，受季节影响较小；对于“差异性”，氯和钠两项单项指标及氯/镁离子比、钠/镁离 子比与周围水体差异最为显著。结合多项原则和影响因素进行综合考虑，最终选定氯、钠、锶、氯/镁离子比、钠/ 镁离子比以及氘（ 2H）、氧（ 18O）、锶（ 87Sr）共 8 项指标作为具有普适性、稳定性和差异性的特征指标。发现边坡渗 水的第一时间，可以采用氯、钠、氯/镁离子比、钠/镁离子比以及氘（ 2H）、氧（ 18O）等6 项特征指标为快速分析研判提供支撑。     

神府矿区直罗组含水层水质形成的水文地球化学过程研究

【目的】为探究神府矿区直罗组含水层地下水化学形成机制和控制因素，【方法】选取侏罗系直罗组风化基岩层和基岩层地下水为研究对象，综合运用Piper图、反距离权重法、Spearman相关性分析、离子比例关系和反向水文地球化学模拟等方法进行分析。【结果】结果表明：神府矿区直罗组地下水呈弱碱性，风化基岩含水层为低矿化度HCO₃型水，基岩含水层为高矿化度HCO₃型水。沿西北向东南方向，地下水由补给区流向排泄区，水化学类型复杂，演化规律为HCO₃型→HCO₃·SO₄型，局部出现SO₄型和Cl型。直罗组风化基岩层地下水主要水文地球化学作用为方解石、石膏、钾长石沉淀和白云石、岩盐和钠长石溶解，其次是Na-Ca阳离子交替吸附作用和黄铁矿氧化作用；基岩层地下水质形成主要受方解石、石膏、岩盐和钾长石沉淀与白云石和钠长石溶解等岩石风化作用控制，其次是Na-Ca阳离子交换、脱碳酸作用和混合作用。【结论】研究结果能够为区域地下水资源开发利用提供理论支持。     

永定河平原区河段生态补水对浅层地下水水质影响机理分析

为了研究永定河平原区河段生态补水不同水源对研究区浅层地下水水质影响,开展生态补水对浅层地下水水质影响研究非常必要。以永定河平原区河段为研究区,使用水均衡等方法对研究区浅层地下水进行分析研究,识别主要水文地球化学作用,探讨生态补水过程中永定河流域平原区地下水水质的演变机理。分析结果表明：在2019—2021年之间,地下水中主要离子浓度在上游河段总体呈升高趋势,而在下游总体呈下降趋势;各水源主要阴阳离子不同,引黄水主要阴阳离子分别为HCO₃^-和Na⁺,南水北调水主要阴阳离子分别为HCO₃^-和Ca²⁺,再生水小红门主要阴阳离子分别为Cl^-和Ca²⁺;地下水水化学特征逐渐从HCO₃^-Ca·Mg·Na型水向Cl·HCO₃^-Ca·Na型水转变;永定河生态补水后引起地下水水质变化起主导作用的是混合作用,其次是阳离子交替吸附作用,溶滤作用和蒸...     

青海湖沙柳河流域浅层地下水水化学组成空间分布特征

地下水水化学组成空间分布对地下水资源科学管理保护具有重要意义。基于青海湖沙柳河流域不同典型月份地下水水化学组分数据，利用GIS空间分析方法对该流域地下水主要阴阳离子浓度、pH值、TDS浓度等的空间分布及其来源的空间异同性进行了研究。结果显示：(1)不同月份阴阳离子空间分布差异较大，6月份离子空间分布差异比1月份和10月份较为明显。6月份比1月份流域地下水K⁺、Na⁺、F^-和SO₄^2-浓度的高值区范围缩小，Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-浓度的高值区范围扩大，NO₃^-浓度的高值区与低值区范围无明显变化。10月份比6月份Ca²⁺、Mg²⁺、NO₃^-和HCO₃^-浓度高值区缩小，K⁺、Na⁺     

浅层地下水水化学特征与土体盐分相关性研究

为研究南通地区浅层地下水与土体盐分特征的相关性,采集了31件水样、220件土样,并收集了60组水质资料,分析了浅层地下水水化学特征和土体盐分特征。研究表明:浅层地下水自西向东,TDS逐渐增大,主要为咸水和盐水,水化学类型为Cl—Na型,TDS与各离子(K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-)的相关性高;土体盐分特征和地下水基本相似,自西向东逐渐增大,随着深度的加深也逐渐增大,盐渍土类型为氯盐渍土,以弱盐渍土为主,表明土体中的盐分主要来自于地下水;地下水的TDS和土体的总盐量、K⁺、Na⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-的相关性都很高,为此建立多个关于TDS与土体盐分特征的线性预测模型,平均相关系数达0.839,平均预测准确率达到了88.93%,效果良好,从而可在不钻探成井的条件下,依靠采取的土样判断地下水的TDS,节省了钻探成井的费用。     

四川老河坝磷矿区水化学特征及水质评价

为了研究老河坝磷矿区水化学特征及水质现状,采用Piper三线图和统计学方法研究了水化学特征,采用熵权密切值法对矿区地表水、地下水和矿坑水进行了水质综合评价,并与综合指数法评价结果进行了对比。结果表明:不同化学指标在不同水体中具有不同的浓度含量与统计特征,但水化学类型较稳定,为HCO3-Ca.Mg型或HCO3-Ca型水,表现出典型的补给区水化学类型。水质综合评价表明矿区现状水质达到良好-优良级别,适于饮用,建议采用地表水和地下水作为矿区供水水源。但在矿山开采后,矿区水环境会受到一定程度的影响,需采取一定的保护措施,防治矿区水质污染。     

商洛地区地表水离子组成特征及控制因素

商洛地区是南水北调中线工程重要的水源地,但其地表水主要离子组成特征及成因尚不明晰。通过对该地区地表水进行采样分析,结果表明:商洛地区地表水中主要阳离子浓度顺序为Ca~(2+)Mg~(2+)Na~+K~+,阴离子浓度顺序为HCO_3~-SO_4~(2-)Cl~-NO_3~-,水化学类型为HCO_3-Ca,总体水质较好。岩石的风化是商洛地区地表水中离子起源的主要控制机制,其中以灰岩和大理岩等碳酸岩类风化作用为主,也有盐岩类的风化。蒸发-结晶作用对水体离子组成的影响较强,但大气降水影响相对较弱,商洛地区人类活动未明显改变该地区地表水主要离子的浓度。     

峰峰煤田万年矿水化学特征分析

采用峰峰煤田万年矿井田水质资料,考虑样本数量及可比性要求,对7种主要离子(K++Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4、HCO-3)组分进行了统计计算和图解分析,综合考虑了矿井突水、排水等因素对水化学场的干扰和影响,分析其主要离子水化学成分的形成机理,得出其水化学组分背景值。通过符合度分析发现,水化学组分背景值总体上代表了各含水层的水化学特征,在实际生产中可以作为煤层底板突水水源判别的重要依据。     

山东省河流水化学特征分布和评价

利用1985～1995年省内主要河流115个监测断面的矿化度、总硬度、水的类型、pH值等主要水化学特征参数,结合各断面多年平均径流量,评价了山东省主要河流水化学特征、离子径流量以及离子径流模数的地区分布,综合分析了河流水化学动态,总结了水化学特征的年内、年际变化规律,为合理利用水资源、保护水环境提供了科学依据。