关中盆地潜水水文地球化学演化机理

在分析关中盆地水文地质背景的基础上,根据地下水的水文地球化学特征,讨论了研究区潜水的形成机理。结果表明:地下水水动力和水化学类型具有明显的水平分带特征,水动力场对水化学类型的分布起着控制性作用;Cl-浓度与TDS的大小可用来表征研究区的蒸发强度;研究区内地下水离子交换作用主要发生在高矿化度的地下水中。PHREEQC模拟结果显示,沿地下水流向,路径1、2以方解石和石膏的沉淀为主,离子交换方式主要是Na+-Ca2+交换;而路径3则以方解石沉淀、白云石和石膏溶解为主,除发生Na+-Ca2+离子交换外,还存在着Ca2+-Mg2+交换现象。     

柳林泉域岩溶水化学演化及地球化学模拟

为揭示柳林泉域岩溶水化学演化机理,在对柳林泉域水文地质调查的基础上,从岩溶水阴阳离子组成和矿物饱和指数入手,分析了岩溶水化学特征及其演化过程,通过建立逆向地球化学模型,模拟了岩溶含水层中的水岩作用。结果表明:沿地下水流动路径,柳林泉域岩溶水化学类型由补给区的HCO_3-Ca·Mg型演化为径流区的HCO_3·SO_4-Ca·Mg型,在排泄区演化为HCO_3·SO_4-Ca·Na型。柳林泉域岩溶水化学演化的主要地球化学作用为碳酸盐岩和石膏的溶解作用,且沿地下水流动路径,由补给区的方解石和白云石共同溶解作用,逐渐向径流区的白云石和石膏溶解作用为主演化,排泄区还发生了岩盐溶解作用。去白云岩化作用和Na~+-Ca~(2+)离子交换吸附作用在径流区和排泄区影响岩溶水化学类型。     

泾源县地下水演化及其地球化学模拟

以揭示泾源县地下水水化学场的形成机理为主要研究目的,在了解泾源县水文地质条件的基础上,分析了地下水水化学演化特征,选择3条模拟路径,应用PHREEQC软件对其进行了水-岩作用的地球化学模拟,定量分析研究了该区地下水的演化过程、形成机理.结果表明:各种矿物在3条模拟路径上具有相同的溶解沉淀趋势.TDS沿模拟路径的变化主要是由SO42-含量的变化引起的.在模拟路径1和3上,钠长石、岩盐、钠蒙脱石、钾长石和CO2发生了溶解作用,白云石、方解石和石膏发生了沉淀作用,同时还发生了Na+、Ca2+之间的阳离子交换作用,在路径2上,发生的是钠长石、岩盐、钠蒙脱石、石膏和钾长石的溶解以及Na+、Ca2+之间的阳离子交换,白云石和方解石发生了沉淀作用.在这些溶解沉淀作用综合作用下,地下水水化学成分发生了变化.     

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。     

双辽市地下水化学特征及成因分析

为了研究双辽市地下水化学特征及成因,采集了双辽市82个地下水潜水样品,检测分析了地下水主要组分。运用描述性统计分析、Piper三线图、相关性分析、离子相关关系、Gibbs图等方法对双辽市地下水化学特征及成因进行了分析,揭示了地下水水化学特征的变化规律。结果表明:双辽市地下水pH平均值为7.60,呈弱碱性,TDS均值837.75 mg/L,其中有55个水样为淡水,占总数的67.07%,其余为微咸水,沿地下水流方向,TDS逐渐增大;地下水中主要的阴阳离子为HCO_3~-、Ca~(2+);地下水水化学类型以HCO_3-Ca型为主,其次为HCO_3-Ca·Mg型;沿地下水水流方向,东辽河流域地下水化学类型主要从HCO_3-Ca型向HCO_3·SO_4-Ca型演化,西辽河流域地下水化学类型主要从HCO_3-Ca型向HCO_3-Ca·Mg型和HCO_3-Ca·Na型演化;在地下水补给区,水文地球化学作用以风化溶滤作用为主,在地下水径流—排泄区水文地球化学作用以蒸发浓缩作用和阳离子交换作用为主。     

鹤壁矿区奥陶系灰岩地下水水文地球化学特征及反向模拟

为探讨采矿活动对岩溶地下水水质的影响,以鹤壁矿区奥陶系灰岩地下水为研究对象,基于不同时期岩溶地下水水化学资料,采用Piper图结合离子组合比例分析法,分析矿区岩溶地下水主要组分的物质来源和水岩相互作用过程,并借助PHREEQC软件对其进行了反向水文地球化学模拟。结果表明:研究区岩溶水水化学类型主要为HCO_3-Ca·Mg型、HCO_3·SO_4-Ca·Mg型和SO_4·HCO_3-Ca·Mg型。主要水岩作用为碳酸盐岩、石膏和岩盐的溶解与阳离子交替吸附作用。煤矿区的岩溶水水质受采煤活动影响,水中SO_4~(2-)、Cl~-与TDS的含量较高,且采矿活动对水质的影响随时间增强。     

吉林西部水文地球化学演化规律研究

地下水是半干旱地区水资源和生态环境安全的重要保证，研究半干旱地区地下水化学演化对区域生态环境保护和水资源管理具有重要意义。半干旱蓄水盆地有其独特的气候环境、地质环境和水化学环境，具有水平和垂直分带性的水文地球化学特征。本文以吉林省西部典型干旱农业区为例，基于野外调查及水质取样分析数据，采用多种方法刻画了研究区水平和垂直方向的水文地球化学演化规律。研究区地貌条件变化使地下水水流动力环境和地层岩性发生变化，驱动了主要水化学作用的变化，使地下水化学作用由溶滤作用逐渐过渡至阳离子交替吸附和蒸发浓缩作用，由补给区至排泄区，潜水水化学类型由HCO3-Ca型变为HCO3-Na型。承压水在补给区以溶滤作用为主，排泄区的水化学特征主要受含水构造控制及温暖干旱的沉积环境控制。水文地球化学模拟结果表明潜水水化学的形成受方解石/白云石的沉淀、石膏/萤石/岩盐的溶解、蒸发稀释作用（稀释存在于灌区）和Ca-Na离子交换的控制，承压水化学的形成受方解石的沉淀及白云石/石膏/萤石/岩盐的溶解控制。研究结果对吉林西部地下水开发利用及水生态环境保护具有重要现实意义，也对其他半干旱蓄水盆地的水化学演化研究具有指导意义。     

天津市七里海洼应急供水水源地地下水水化学特征分析

在充分收集天津市七里海洼应急供水水源地地下水化学资料的基础上,综合运用Piper图、散点图、Gibbs半对数图等方法对水化学特征及氟离子的形成机制进行研究。结果表明:研究区内水化学类型以HCO_3—Na为主,局部为HCO_3·Cl—Na,其形成主要受到岩石风化和蒸发沉淀两种因素的综合控制;而Ca~(2+)的富集会抑制水中氟的释放。同时,对水源地第Ⅴ含水组地下水进行水文地球化学反向模拟。模拟结果显示:在模拟路径上,该含水组地下水主要发生白云石、方解石、石膏、岩盐、萤石等矿物的溶解反应,同时伴随有阳离子交换作用,矿化度明显升高,水化学类型由HCO_3—Na转变为HCO_3·Cl—Na。     

唐山沿海地区地下水化学特征及演化趋势分析

在广泛收集唐山沿海地区地表水、浅层地下水和深层地下水水化学分析资料的基础上,研究了区内地下水化学类型分布规律、水化学形成的主要作用和演化趋势。结果表明:唐山沿海地区地下水化学类型具有一定的水平分带规律性。由于区内地下水持续大量开采,造成区内浅层地下水咸化和深层地下水硬度增大。同时,对区内深层地下水进行反向水文地球化学反应路径模拟,模拟结果表明:在模拟水流路径上,深层地下水主要发生方解石、白云石、岩盐、萤石溶解反应和石膏沉淀反应,同时伴随着阳离子交换作用,使得Na+和Cl-含量明显增加,Ca2+和SO42-含量减少,水化学类型将由HCO3-Na型向HCO3.Cl-Na型转变。     

基于铀不平衡的沙颍河地下水含水系统特征分析

为系统了解沙颖河流域地下水含水系统的补给源以及水化特征,在取样测试、现场监测的基础上,分别采用同位素、水文地球化学等方法,深入分析了沙颍河流域地下水含水系统特征。研究发现:沙颖河流域浅层地下水水化学类型自流域上游到下游呈HCO_3-Ca+Mg型向HCO_3+Cl-Ca+Mg型变化的趋势,中深层水以HCO_3-Na型为主,局部呈HCO_3+Cl型可能是浅层水混入的结果。采用铀不平衡方法识别地下水补给源,结果表明:浅层地下水补给源除降水外,还包括深层地下水的贡献;深层水来源包括大气降水、潜水和深层地下水3个补给源。各方法所得结论互相验证,研究结果可为流域内水循环模式研究、水污染防治等提供科学依据。     

蛤蟆通流域浅层地下水水文地球化学特征分析

蛤蟆通流域是我国东北地区主要的高标准基本农田建设区,掌握其水化学特征规律,可以为该区水质评价和水文循环机制的进一步研究提供参考,为高标准农田的建设积累理论依据。结合蛤蟆通流域水文地质调查项目的数据,运用Piper三线图、相关性分析及Arc GIS空间分析技术等多种方法综合分析了地下水化学特征及其成因。结果表明:沿地下水径流方向地下水化学类型由HCO3-Ca型和HCO3-Ca+Mg型转化为HCO3-Na+Ca型;地下水水化学作用以溶滤作用和阳离子交替吸附作用为主。     

新疆哈密地区三塘湖北地下水水—岩作用模拟

新疆哈密地区三塘湖北承压水从上游到下游水化学类型演化特点是SO4·HCO3-Na→SO4-Na·Ca→SO4·Cl-Na·Ca→SO4·Cl-Na或SO4-Na·Ca,具有水文地球化学分带性。用PHREEQC软件中反向模拟的方法对此演化机理做了水-岩作用模拟。模拟结果表明:研究区上游→中游→下游的演化过程中基本以石膏、岩盐等矿物的溶解;钙蒙脱石和硝石等的沉淀为主。从研究区上游往下,水中矿物相迁入、迁出的数量逐渐增大,水-岩作用逐渐增强。得到的结论有:矿物相的溶解析出和阳离子交换作用共同控制着演化,从研究区上游往下水-岩作用增强是由于含水介质颗粒逐渐变细所致。     

王赫生，李燕，周锴锷，张庆

为系统了解沙颖河流域地下水含水系统的补给源以及水化特征,在取样测试、现场监测的基础上,分别采用同位素、水文地球化学等方法,深入分析了沙颍河流域地下水含水系统特征。研究发现：沙颖河流域浅层地下水水化学类型自流域上游到下游呈HCO3-Ca+Mg型向HCO3+Cl-Ca+Mg型变化的趋势,中深层水以HCO3-Na型为主,局部呈HCO3+Cl型可能是浅层水混入的结果。采用铀不平衡方法识别地下水补给源,结果表明：浅层地下水补给源除降水外,还包括深层地下水的贡献;深层水来源包括大气降水、潜水和深层地下水3个补给源。各方法所得结论互相验证,研究结果可为流域内水循环模式研究、水污染防治等提供科学依据。     

Geochemical modeling of groundwater in southern plain area of Pengyang County,Ningxia,China

The purpose of this paper iS to examine the evolution mechanisms of a hydrochemical field and to promote its benefits to the living standards of local people and to the Iocal economy in the southern plain area of Pengyang County,in Ningxia,China.Based on understanding of the hydrogeological conditions in PengYang County,the chemical evolution characteristies of groundwater in the plain area were analyzed.PHREEQC geochemical modeling software was used to perform hydrochemical modeling of water-rock interaction and to quantitatively analyze the evolution processes and the formation mechanisms of the local groundwater.Geochemical modeling was performed for two groundwater paths.The results showed that,along path 1,Na+ adsorption played the leading role in the precipitation process and its amount was the largest,up to 6.08 mmol/L;cation exchange was significant along path 1,while along simulated path 2,albite accounted for the largest amount of dissolution,reaching 9.06 mmol/L,and the cation exchange was not significant.According to the modeling results,along the groundwater flow path,calcite and dolomite showed oversaturated status with a precipitation trend.while the fluorite and gypsum throughout the simulated path were not saturated and showed a dissolution trend.The total dissolved solids(TDS)increased and water quality worsened along the flow path.The dissolution reactions of albite,CO2,and halite,the exchange adsorption reaction of Na+,and the precipitation of sodium montmorillonite and calcite were the primary hydrogeochemical reactions,resulting in changes of hydrochemical ingredients.     

渭河流域地下水的水化学特征及形成机制

在对渭河流域407组地下水的水化学数据及139组含水层岩土样数据分析的基础上,运用图解法、数理统计法、Gibbs半对数法及PHREEQC模拟等方法对渭河流域地下水的水化学特征及形成机制进行了研究,取得了一些新的认识。根据地下水系统划分原则,将整个渭河流域的地下水系统划分为5个二级地下水系统:陇西黄土高原子系统、陇东黄土高原子系统、陕北黄土高原子系统、关中盆地子系统以及秦岭北麓子系统。渭河流域水化学类型主要是以HCO3-Ca、HCO3-Na为主,北部和中部还分布有HCO3·SO4-Na、HCO3·SO4·Cl-Na、SO4·Cl·HCO3-Na及Cl·SO4-Na型水,大部分地区地下水中的TDS为小于1g/L的淡水。地下水化学成分的形成主要受含水层矿物的溶解/沉淀、蒸发浓缩及阳离子交换作用的影响。     

松花江吉林段傍河地带地下水化学特征及成因

为了解吉林省松花江流域傍河区地下水化学现状,采用数理统计、主成分分析法、Piper三线图示法、离子比例系数法及Gibbs图解法,探究区域地下水化学组分特征及成因。结果表明:研究区地下水属于淡水,长白山区地下水主要受大气降雨和碳酸盐、硅铝酸盐溶滤作用影响,优势离子为Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-、SO_4~(2-),形成HCO_3+SO_4-Ca+Mg型水,在岩石风化及蒸发浓缩双重作用下,地下水化学类型向SO_4+Cl-Na+Ca和SO_4+Cl-Ca+Mg转化;农安县以西及饮马河、伊通河流域地下水在蒸发浓缩、阳离子交替吸附及地表水混合作用下,Na~+(K~+)、Cl~-成为优势离子,水化学类型向着HCO_3+Cl-Na+Ca方向演变;研究区地下水主要污染组分为来源于工农业及生活污水排放的NO_2~-、总Cr、Fe和PO_4~(3-),同时沿流向耗氧量、NO_2~-等组分超标的地表水对地下水质量影响较大。     

云台山世界地质公园的水资源特征

为了更好地保护河南省云台山世界地质公园的水资源,从大气降水、地表水、岩溶地下水等方面,分析了云台山世界地质公园的水资源特征。结果表明:云台山世界地质公园降水丰沛,水质由北向南、由东向西逐渐变好;其地表水补给来源主要为大气降水和岩溶泉排泄,地表水化学类型主要为HCO3-Ca.Mg型、HCO3.SO4-Ca.Mg型和HCO3-Na型;而园区内的岩溶地下水是一种低矿化度、低硬度的淡水,其化学成分以Ca2+和HCO3-含量为主,其他离子次之,水化学类型以HCO3-Ca(Ca.Mg)型和HCO3.SO4-Ca.Mg型为主。     

白城市地下水中氟分布特征及风险评价

高氟地下水导致的氟中毒是一直以来困扰白城市居民的地方病。岩石中的氟在风化、流水搬运、淋滤、蒸发浓缩等作用的影响下富集于该地区的地下水中,致使部分地区地下水中氟超标。首先利用白城市地下水检测数据结合SPSS、Aquachem等软件对研究区潜水、承压水的水化学参数和类型进行对比分析。其次利用Kriging插值法分别绘制研究区潜水、承压水氟含量分布图,对各含水层中氟的分布特征进行对比研究。最后结合USEPA健康风险评价模型进行风险评价研究。结果表明:研究区地下水整体上呈弱碱性,属于淡水,潜水的水化学类型以HCO_3-Ca,HCO_3-Ca+Mg,HCO_3-Ca+Na,HCO_3+Cl-Na,HCO_3-Na+Mg型为主,第四系承压水的水化学类型以HCO_3-Na,HCO_3-Na+Ca,HCO_3-Na+Mg型为主;研究区潜水中氟含量超标区整体大于承压水,研究区潜水的健康风险区分布范围广泛,主要分布在研究区的中部和北部。     

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。