齐齐哈尔市潜水水化学演化规律分析

为研究齐齐哈尔市潜水水化学成分尤其是硝酸盐氮等无机污染组分的时空演化规律,以区域地下水流场特征和不同时期潜水样品采集测试数据为基础,利用PhreeQC水文地球化学模拟软件建立3组反应路径模型,通过饱和指数计算和质量平衡模拟方法进行水化学时空演化规律分析。模拟结果表明PathA、C所处的河谷平原区相对PathB所在的冲积平原区而言,在潜水水化学类型、矿物溶解沉淀性的时空变化幅度较大,水中常规组分及污染组分NH4+(N3-)、NO3-(N5+)、NO2-(N3+)参与反应的能力比较活跃,"三氮"污染更为严重;水岩环境中铝硅酸盐矿物和石英逐渐趋于溶解,碳酸盐矿物始终处于饱和状态。研究认为,溶滤作用、阳离子交换吸附作用、浓缩作用及人类活动,导致潜水中Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、"三氮"等含量和组成上的时空变化,是引起水化学类型和水岩环境矿物组成发生改变的主要原因。     

南水北调工程北京段地下水回灌对含水层水质影响

采集南水北调北京蓄调池附近地下砂样、地下水水样、丹江口水库水样,通过室内试验模拟含水层方法,分析不同比例的丹江口水库水、地下水与含水层介质混合后的水化学作用,探讨水化学成分随时间的变化规律。结果表明,模拟含水层在可溶盐溶解作用、矿物溶解-沉淀作用、微生物作用、阳离子交换吸附作用等影响下,各项水质指标都发生了变化,但均符合地下水质量Ⅰ类或Ⅱ类标准。     

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。     

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。     

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.     

吉林省长岭县浅层地下水水文地球化学演化规律分析

开展地下水水文地球化学形成演化机制的研究,对水质评价和水资源合理利用具有重要意义。本文利用吉林省长岭县1981-2003年间潜水和承压水的水质分析结果,采用水文地球化学方法研究了区内地下水的水文地球化学作用及水质演化规律。选取198个水质监测点进行分析、处理,运用Piper三线图解法、Gibbs图解法、离子比值分析法对吉林省长岭县地下水水文地球化学形成演化机制进行研究。研究结果表明:研究区地下水主要受到阳离子交换作用和岩盐溶解作用影响,其阴离子以HCO-3为主,阳离子以Ca2+和Na+为主,地下水偏弱碱性,硬度较大。研究区潜水水化学类型以HCO3—Ca为主,承压水水化学类型以HCO3—Na为主,地下水水化学类型较稳定,地下水水质受人为因素影响较小。     

可可西里盐湖水化学特征及其形成机制

湖泊水化学特征对于识别湖水循环过程及湖泊演化历史至关重要。选择可可西里盐湖流域为研究区,通过对比分析研究区内湖水及其他水体的水化学和氢氧同位素特征,揭示湖泊水化学特征及其形成机制。结果表明：（1）湖水为弱碱性的咸水,水化学类型为Cl-Na型,由大气降水、冰川融水、地下水、河水至湖水,水化学类型由HCO3型向Cl型演化,同时伴随着盐分的增加。（2）氢氧同位素特征表明,研究区内不同水体的补给来源均为当地大气降水,并受到蒸发浓缩作用的影响,氘盈余显示蒸发浓缩是导致湖水盐分增加的主要因素。（3）利用Gibbs图、离子比值及PHREEQC反向水文地球化学模拟,从定性和定量视角进一步揭示了湖水的水化学形成主要受蒸发浓缩作用影响,同时伴随着岩盐、白云石、石膏矿物的溶解和方解石矿物的沉淀及Na-Mg阳离子交换。研究成果可为青藏高原内陆湖泊水化学演化分析提供理论支持,也可为进一步开展可可西里地区多源补给湖泊的水盐平衡研究提供科学依据。     

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。     

吉林西部水-岩相互作用反向模拟

根据研究区的水文地质条件,结合热力学原理和化学原理,确定典型剖面和矿物相,采用反向地球化学模拟软件NETPATH2.0,对吉林省西部地区水-岩相互作用进行模拟,从而对潜水水化学演化进行分析。典型剖面上的模拟结果表明:第四系孔隙潜水在径流排泄过程中,主要发生了矿物的溶解和沉淀,以及Na+、Ca2+之间的离子交换,使得沿剖面上的水化学类型发生了相应的改变。     

汉中市西南部岩溶水水化学特征及其形成机制

以陕西省汉中市西南部岩溶水为研究对象,运用水化学和氢氧同位素方法,分析了岩溶水水化学特征及其形成机制,以为岩溶水资源的合理开发利用和探究岩溶地貌发育规律提供理论依据。研究结果表明:研究区岩溶水属低矿化度、弱碱性水,水化学类型以HCO3-Ca型水为主;大气降水是区域岩溶水的主要补给来源,其在转化为岩溶水的过程中受到蒸发作用的影响;岩溶水水化学组分受控于岩石风化作用,以方解石、白云石为主的碳酸盐岩类矿物和以石膏、硬石膏为主的少量硫酸岩盐类矿物是区域岩溶水水化学组分的主要来源,离子比例系数和矿物饱和指数证实方解石是水中主要溶解的矿物,白云石次之;岩溶水与围岩之间未发生显著的δ18O交换,可能与地下水径流强烈、滞留时间短有关。     

内蒙古东胜煤田阿不亥普查区地下水水质评价及水化学形成机制

在了解研究区地质、水文地质条件的基础上,对区内15个潜水样品运用基于熵权的密切值法进行了水质综合评价,论述了研究区地下水赋存类型及其水化学特征,分析了其水化学形成机制,并重点利用溶液组分平衡模型计算了方解石、白云岩和石膏的饱和指数,利用质量平衡模型计算并分析了地下水成分沿流程的变化规律,定量分析了溶滤沉析作用对地下水化学成分的影响。结果表明:研究区潜水水质普遍较好,适合人类饮用。地下水水化学成分的形成与演化主要受溶滤沉析作用控制,其中方解石、白云石、石膏的沉淀作用、钾长石的溶解作用以及CO2的逸出是最主要的控制因素,同时地下水水化学成分的形成与演化还受到蒸发浓缩作用、阳离子交换作用、地下水混合作用以及人类活动的影响。     

Spatial Water Use efficiency Index towards resource sustainability: application in the island of Crete,Greece

This paper introduces a new index to test water resource sustainability in regions where groundwater is the main source of water supply. The Spatial Water Use efficiency Index (SWUI) is a geographical information system (GIS) environment index which expresses the ratio of potential available water volume (groundwater recharge minus water needs) to the respective water needs. Its low and/or negative values indicate water stress. SWUI is applied in the island of Crete, Greece, where water needs are mainly covered by groundwater abstractions. The annual water mass balance is estimated using the RIBASIM (River Basin Simulation) model. The total freshwater needs in the Cretan region reach 535 hm³ annually according to the model's simulation. SWUI with values ranging from ? 0.8 to 214.3 has proved to be an important visual tool towards depicting the low efficiency of the east part of the island to cover water demand and a useful decision-making tool in the sustainability evaluation of groundwater aquifers.     

海陆过渡界面浅层地下水可溶性SiO2的变化特征——以雷州半岛和海南岛滨海地区为例

硅为重要的地球化学元素,滨海地区作为地下水海陆过渡带,对地下水重要化学成分SiO_2的研究有助于进一步掌握海陆界面的水岩过程。在华南典型火山成因的雷州半岛和海南岛进行环岛浅层地下水连续取样和化学测试,分析模拟了可溶性SiO_2的变化、组成以及溶解平衡。结果表明:该地区地下水多为Na—Cl型,偏碱性,处于风化溶滤、蒸发浓缩状态或两者之间的过渡类型;地下水中可溶性SiO_2含量为2.80~106.0 mg/L,各测井变化较大,与周边环境条件有关,源自矿物溶解、海水入侵及其路径上的水岩作用;单个测井同一时段水样可溶性SiO_2含量呈波动变化,不同时段也变化明显;可溶性SiO_2以单分子正硅酸H4Si O4占据绝对优势,硅酸盐各类矿物呈现溶解、饱和、平衡的状态共存并且自身状态相互转化。总体来看,研究区地下水的饱和矿物种类比例偏高,因此,滨海地下水作为海陆过渡界面的高矿化度的开放体系,盐效应有促进不同矿物溶解或者饱和的作用。概而言之,上述可溶性SiO_2的水—岩过程受到多种因素影响,需要进一步加强研究。     

Modeling mineral phase change chemistry of groundwater in a rural-urban fringe

This research paper aims to determine the genetic origin of the chemical elements in groundwater. It deals with the results of physicochemical parameters, to evaluate the hydro-geochemistry of groundwater in rural-urban fringe of district Bareilly, India. Pre- and post-monsoon sampling has been carried out, which reveals inter-seasonal variability effect on the hydro-geochemical processes. Geochemical modeling especially computation of saturation index was undertaken using the WATEQ4F model. Majority of samples fall in the category of undersaturation, which further suggests that groundwater still has potential to dissolve more minerals. Chemical categorizations of groundwater samples were performed with the help of the Aquachem model. Grouping of groundwater on the Piper diagram reveals a common composition and origin. In most of the area, water facies is of Ca(2+)-HCO(3)(-) type in both the seasons. It also indicates that in pre-monsoon, ion exchange is the dominant process, whereas in post-monsoon, both ion exchanges as well as reverse ion exchanges are reported in the groundwater of the study area.     

塔里木河流域中游绿洲地下水资源评价——以沙雅县为例

地下水资源是我国西部地区水资源的主要组成部分,对地下水资源全面科学的调查和评价,是解决水资源问题的基础性工作。本文尝试采用水均衡方法的同时进行数值模拟的方法对塔里木河流域中游绿洲沙雅县地下水水资源进行评价。结果表明:通过地下水资源均衡计算,绿洲地下水处于正均衡状态,通过数值模拟法计算,绿洲地下水处于负均衡状态。水均衡方法对较大区域地下水资源评价方便易行,但是局部地区精细化计算能力不足,由于多数补给项采用补给系数法计算,结果误差偏大;数值模拟方法对各种尺度研究区均可以进行模拟计算,但是对已有基础资料要求较高,模拟过程充分考虑实际水文地质条件及地下水位动态拟合精度,各源汇项计算精度优于水均衡评价方法结果。两种方法结合应用可更好地用于地下水资源评价。对沙雅县的地下水资源进行评价和分析,目的是科学合理开发利用地下水,保持水土平衡,促进沙雅县经济可持续发展。     

基于逐步回归的地下水超采区水位预测及控制指标研究

为确定丰、平、枯不同水文条件下岩溶区域地下水位的控制指标,本文基于地下水开采利用情况和地下水位动态变化特征的分析,构建基于逐步回归的地下水位统计预测模型,应用于广西南宁市宾阳县黎塘镇地下水超采区。研究表明：地下水开采量控制在实现区域采补平衡和填平历史超采引起的地下水亏空中已发挥重要作用。所建模型对区域地下水位的拟合效果较好,基于模型预测确定该超采区平水年控制埋深、最大控制埋深、最小控制埋深分别为4.97 m、5.47 m、2.26 m。与考虑地下水位自然波动特点确定的控制指标值对比表明逐步回归法的计算成果合理。本文成果为该区域地下水管控指标考核提供了依据,可供我国南方其他类似地下水超采区参考。     

干旱区植物用水对水文条件的响应——以额济纳三角洲胡杨为例

植物用水对水文条件的响应是干旱区生态水文学的重点研究内容。本研究以额济纳三角洲为研究区,选取水文条件不同的典型河岸带植物胡杨(Populus euphratica)为研究对象,同步采集其根茎及可能为植物提供水分的土壤并真空抽提水分,同时采集河水和地下水水样,通过δ18 O分析潜在供水水源(河水、地下水)-土壤水-植物水之间的水分响应关系。研究发现,对于距离过水河道75m(地下水位埋深2.0m)的胡杨,其主要土壤供水层在1.0~2.0m,植物水分有93.7%来自河水;而距离过水主河道2km以外(地下水位埋深3.3m)的胡杨,主要吸收1.4~3.2m的土壤层水分,地下水(由河水补给,但在含水层停留时间较长的河水)对胡杨水分的贡献比例达到80.0%。可见,胡杨用水策略与模式受其距过水河道远近、地下水位深浅影响明显。     

Optimal Crop Planning and Conjunctive Use of Water Resources in a Coastal River Basin

Due to increasing trend of intensive rice cultivation in a coastal river basin, crop planning and groundwater management areimperative for the sustainable agriculture. For effective management, two models have been developed viz. groundwater balance model and optimum cropping and groundwater management model to determine optimum cropping pattern and groundwater allocation from private and government tubewells according to different soil types (saline and non-saline), type of agriculture(rainfed and irrigated) and seasons (monsoon and winter). A groundwater balance model has been developed considering mass balance approach. The components of the groundwater balance considered are recharge from rainfall, irrigated rice and non-rice fields, base flow from rivers and seepage flow from surface drains. In the second phase, a linear programming optimization model is developed for optimal cropping and groundwater management for maximizing the economic returns. Themodels developed were applied to a portion of coastal river basin in Orissa State, India and optimal cropping pattern forvarious scenarios of river flow and groundwater availability wasobtained.