同位素技术在地下水循环深度确定中的应用

地下水循环深度反映了地下水的可更新能力.在水文地质调查基础上,利用同位素技术对鄂尔多斯白垩系地下水盆地南北两区的地下水循环深度进行了研究.同位素数据表明,盆地北区现代水循环深度为210 m左右,现代水循环更替速度较快;南区现代水循环深度大约为160 m,水循环更替速度较北区稍慢.中深部环河组和洛河组地下水则保存着古地下水特征,地下水更替速度慢.因而可以加大北区地下水的勘察力度.     

我国河西走廊典型盆地深层地下水~(14)C年龄分布特征

地下水年龄是评价水资源的循环速度和更新能力的重要指标,随着科学技术的发展,放射性碳定年在地下水中的应用越来越普遍。采用~(14)C对河西地区典型盆地深层地下水年龄进行了计算,结果表明,河西走廊各盆地上游地下水较为年轻,金塔盆地、瓜州盆地山前地带地下水年龄小于50年,反映了较快的补给循环速度。各盆地沿地下水流向,年代变大,中游地区地下水主要形成于1万年以来,盆地下游深层地下水更为古老,部分地区超过1万年,更新能力差。     

我国北方地下水年龄测定问题讨论

对我国北方地区地下水的各种现行测年方法所存在的问题进行讨论。地下水中的氚元素特征能满足测定地下水年龄的活塞模型,但由于降水初期氚的浓度不易率定,只能定性或半定量确定地下水的年龄。氟利昂是人工合成化合物,自然界中没有天然成分,是一种理想的示踪剂,但氟利昂测定地下水的年龄限制在20世纪40年代之后降水的入渗补给。¹⁴C与⁴He测定地下水年龄的方法由于受到断裂带中排气影响,不易校正,所以不能适用于断陷盆地或活动断层地区。针对内蒙古高原、鄂尔多斯、华北平原地下水中氚浓度值仍然较高的现象进行讨论,认为该地区地下水的补给源区应该靠近我国西部的核试验场。同位素关系表明,渗漏的纳木错湖水与东部的地下水存在相关性,西藏内流区的渗漏水自西向东补给到了内蒙古高原、鄂尔多斯与华北平原。     

地下水年龄测试的主要方法与进展

地下水准确年龄的获取一直是水文地质学研究的热点和难点,受埋藏条件限制,水文地质参数获取困难,导致获取的地下水运移信息十分有限。环境同位素作为水体本身组成成分成为追踪水文过程有力的工具,其中,放射性同位素14C就是估计地下水年龄最重要的手段,然而,由于地下水溶解无机碳来源复杂,如何获得较好14C测试值以及校正14C初始值成为地下水14C年龄校正的关键。针对这一问题,在对同位素测年研究结果和取得的进展进行回顾的基础上,讨论了地下水14C测年方法的应用和校正方法的发展,为地下水定年的研究提供一定的参考。     

基于同位素技术的金衢盆地水循环研究

为查明金衢盆地各水体同位素特征,弄清各水体之间的相互关系,采集了研究区降水样品、具有代表性的地表水和地下水样品,通过对大降水中氘(D)、氧(~(18)O)同位素的分析,建立了当地大气降水线,结合地表水及各类地下水稳定同位素特征,对金衢盆地水循环模式进行了分析。通过对氚(T)及~(14)C同位素的分析对地下水的更新能力进行了评价。结果表明:金衢盆地降水线斜率及截距大于全球大气降水线的;地表水、松散层孔隙潜水及红层孔隙裂隙水主要接受大气降水补给;红层孔隙裂隙水接受松散层孔隙潜水的越流补给;环境同位素富集特征表明,地下水自盆地南北两侧向盆地中心流动;松散层孔隙潜水更新能力比红层孔隙裂隙水的强。     

鄂尔多斯北区地下水水化学特征对应分析研究

结合鄂尔多斯白垩系盆地北区环河含水岩组地下水水化学数据,以地下水中六大离子(K++Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO24-及HCO3-)和TDS为变量,应用对应分析法对环河组地下水水化学特征进行了分析。结果表明:研究区66个样本点被分为3个区,Ⅰ区地下水水化学类型多为SO24-、SO24--Cl-型,Ⅱ区多为HCO3--SO24--Cl-型,Ⅲ区多为HCO3-、HCO3--SO24-、HCO3--Cl-型。     

张掖市甘州区地下水中氟的分布规律和成因

在研究张掖盆地水文地质条件的基础上,结合水质测试资料,探讨张掖市甘州区地下水中氟离子空间分布规律并分析其产生原因。结果表明:从山前冲积平原至细土平原,浅层地下水中氟离子浓度逐渐增高;而深层地下水中氟离子浓度变化不明显。细土平原区地下水中氟离子浓度具有随深度的增加逐渐降低的垂直分带规律。丰富的氟物质来源、特殊的水文地质条件和水化学背景是导致甘州区浅层地下水中氟离子富集的主要原因。取用深层地下水是解决高氟区水质性缺水的有效手段。     

三工河流域氢氧同位素特征及其水循环意义

以新疆三工河流域为研究对象,通过对地表水、浅层地下水及深层地下水采样,分析δD、δ~(18)O及氘过量参数d的分布规律,得到地表水及地下水之间的转换关系。结果表明:山区降水是研究区内水体的主要补给源;降水向地表水转化过程中,受蒸发作用影响较弱;地表水在出山口入渗补给地下水过程中,经历了较强的蒸发作用,地表水入渗地下后,一部分转入深层地下水,一部分转入浅层地下水,地表水对地下水的补给贡献量所占的比例为78.0%;深层地下水与浅层地下水水力联系较密切,在平原区深层地下水逐渐向浅层地下水运移排泄;浅层地下水主要受地表水、灌溉水补给,少量受大气降水补给,受蒸发作用影响强烈。     

鄂尔多斯白垩系深层地下水可持续开采量评价

对鄂尔多斯市白垩系深层地下水的总储量和可更新能力进行了分析,利用同位素技术和地球化学方法确定了地下水的更新速率,计算出最大允许开采量为3.24亿m3/a。根据对已有供水水源地的统计分析,确定深层水的持续开采量为1.78亿m3/a。实例应用结果表明:利用同位素技术和地球化学方法确定地下水的更新速率,是评价深层地下水可持续开采量的有效方法之一;可持续开采量不是一成不变的,要实现完全意义上的可持续开采量评价还需要深入研究。     

疏勒河流域地下水化学特征及控制因素研究

为了解决疏勒河流域地下水退化过程中出现的生态环境问题,在分析疏勒河中下游盆地地下水TDS含量空间变化和分析地下水化学特征的基础上,阐明了控制该地区地下水化学演化的主要因素,结果表明:疏勒河流域地下水TDS含量从祁连山前至瓜州盆地逐渐增大,研究区地下水的流动方向为祁连山前→玉门-踏实盆地→瓜州盆地;祁连山前泉水、玉门-踏实盆地地下水和瓜州盆地地下水的主要水化学类型分别为Mg-Ca-HCO_3、Mg-Ca-HCO_3-SO_4、Na-Mg-SO_4-Cl型;控制疏勒河流域地下水水化学演化的主要因素包括岩石风化作用和蒸发结晶作用,其中岩石风化作用占主导地位。     

徐州市深层地下水化学特征及水质变化分析

为全面评价徐州市深层地下水环境情况,运用描述性统计、Piper三线图法、舒卡列夫分类法等对徐州市的深层地下水水化学特性进行分析。在此基础上采用基于F分值法,利用徐州市16眼水井水质监测资料,统计分析了徐州地区近10 a的地下水水质现状和变化趋势,并针对反映徐州地区地下水水质污染现状的总硬度、氟化物2项超标因子分布规律进行分析。结果表明:徐州市深层地下水略偏碱性,地下水矿化度较高,有机污染程度低,三氮污染主要集中在徐州市岩溶水地区和新沂市孔隙水地区,地下水水质逐年改善;Ca~(2+)为优势阳离子,HCO_3~-为优势阴离子;徐州市深层地下水总硬度自北向南浓度逐渐降低,高氟水主要分布在丰县南部、铜山区西北部和邳州中部。     

鄂尔多斯高原地下水固碳能力研究

利用不同深度地下水的二氧化碳含量,结合粒子示踪技术确定不同深度地下水的循环量,对鄂尔多斯高原地下水的固碳能力进行了估算。结果表明,浅层地下水二氧化碳含量为0.02～6.45 mg/L,中、深层地下水不含二氧化碳;浅层地下水的循环量占总循环量的82.4%,中、深层地下水的循环量占总循环量的17.6%;鄂尔多斯高原地下水的固碳能力约为2 470 t/a。     

富锦市地下水环境同位素及水化学特征研究

地下水是富锦市居民生活、工业生产和农业灌溉的重要水资源。文章通过测试常规水化学、稳定氘氧同位素和放射性碳同位素样品,结合室内分析,研究地下水的水化学组分、稳定同位素特征及地下水年龄。研究表明,地下水在水入渗过程中受蒸发影响,氢氧同位素值空间变异性小;深层地下水和浅层地下水之间存在水力联系;地下水年龄的形成与区域第四系气候有一定关系;浅层地下水局部易受到人类活动的影响,浅层地下水类型主要为HCO_3-Ca-Mg型和HCO_3-Ca-Na型,局部地区为HCO_3-Mg-Na-Ca-Cl(SO_4)型;深层地下水水化学类型主要为HCO_3-Ca-Mg型和HCO_3-Ca-Na型。     

南通地区地下水咸化机理分析及改良措施

为了给南通地区地下水的合理开发和利用提供理论依据,利用各种水化学系数和变化图示对研究区内深层和浅层地下水的咸化机理进行了分析。结果表明:研究区内深层地下水中、西部水化学演化以正常的水-岩作用为主,东部沿海特别是寅阳镇一带深层地下水则主要因淋滤古海相地层盐分而使TDS增高;远离海边的大部分地区浅层地下水TDS增高主要与溶解地层盐分和蒸发作用有关,沿海地带尤其是东南角寅阳镇、海晏镇一带浅层地下水由于受到一定程度的现代海水入侵影响,其TDS显著增高。针对该区域地下水水化学变化特征,提出地下水系统改良措施:合理开发利用高TDS地下水可增加区域水资源量,增强调蓄能力,减轻对深层淡水资源的潜在威胁;逐渐增大地下咸水的开采量,从长远意义上逐步改良盐碱地,以利于水土资源利用及生态环境改善。     

不可更新地下水及其管理探析

由于不可更新地下水的更新能力差,长期、大规模开采将导致地下水储量的快速衰竭,因此,不可更新地下水不宜作为大规模生产用水,而应定位为应急和战略储备之用。我国应酌情、逐步压缩现有深层地下水的开采。本文阐述了不可更新地下水的概念及特点,介绍了国外不可更新地下水的开发利用和管理情况,分析了我国不可更新地下水管理面临的问题和挑战,提出了加强不可更新地下水管理的建议。     

上海庙盆地第四系富水特征浅析

文章简述了鄂尔多斯盆地西缘第四系松散岩类地下水富水性特征、水文地质条件,对第四系松散岩类地下水富水性进行了分区,为政府在国民经济发展规划提供了参考依据。     

运城盆地高氟地下水的分布及成因

１运城盆地地下水中氟化物的分布运城盆地水文地质条件复杂，水化学特征异常。浅层、中深层地下水氟化物超标面积达数千平方公里，且在高氟区的人畜氟中毒病严重。本文就盆地中地下水氟化物的分布规律及成因作初浅的探讨。盆地内浅层地下水（埋深小于６０ｍ）氟化物含量超...     

太原市深层地下水水位降落漏斗近25年演变情况分析

太原市是山西省的省会,随着经济的发展,深层地下水作为生产、生活等用水的主要供水水源,开采量逐渐增大,形成了地下水降落漏斗。文中介绍了太原市深层地下水水位降落漏斗1990年至2015年的变化情况,可以看出从2004年起,太原市政府采取了一系列措施,水位开始回升,漏斗面积逐渐缩小。     

洛阳盆地地下水同位素特征分析

洛阳盆地是一个较大型断陷盆地,是一个完整的水文地质单元,地下水资源丰富,是当地主要的供水水源,地下水类型主要有松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水、岩溶裂隙水,盆地区地热水资源比较丰富。根据洛阳盆地内稳定同位素和放射性同位素的测试结果,对盆地内地下水的补给来源和形成年龄进行了分析,结果表明:洛阳盆地岩溶地下水主要接受周边山地区基岩山区大气降水的入渗补给,其地下水形成年龄在几万年以内;盆地内松散岩类浅层孔隙地下水主要接受大气降水和地表水的补给,其形成年龄为几十年;盆地区地热水主要接受周边基岩山区地下水的径流补给,其形成年龄为几千年到几万年。     

界首市中深层地下水资源集中开发引起的反思及对策

以安徽省界首市为例,对集中开采中深层地下水资源的做法以及带来的后果进行论述。指出,自1980年集中开采地下水以来,开采区地下水位大幅下降,水量减少;地面沉降,地下水质恶化。进一步分析由于中深层地下水补给来源面窄量少,且速度缓慢,故界首市的中深层地下水中有80%以上源自浅层地下水的越流补给,其城区中深层地下水超采系数高达1 99,供水水源井布局严重不合理,加剧了集中开采区的地下水水位大幅度下降。最后给出缓解本地区环境地质进一步恶化的相关对策。