大连地区地下水化学特征分析及形成机制研究

本文利用舒卡列夫分类法、Piper三线图、Person相关性、Gibbs图以及离子比值图等对大连地区地下水化学特征及形成机制进行了分析研究。结果表明:地下水化学类型主要为HCO₃^-·Cl-Ca²⁺型和HCO₃^-·Cl-Na·Ca²⁺型,占比为41.9%,并且表现出明显的地域分布特点;研究区Ca²⁺和Cl^-为优势阴阳离子,HCO₃^-次之,碳酸岩盐是Ca²⁺和HCO₃^-的主要来源,而Cl^-主要来源于海水入侵;地下水化学组成主要受岩石风化作用控制,主要水岩作用为碳酸盐岩溶解,并受海水入侵影响发生显著阳离子交换作用。该研究结果可为沿海山地丘陵地区地下水资源的管理、开发利用与保护提供依据。     

新会区地下水水化学特征及成因

为探索新会区地下水水化学特征及成因 , 本研究采集 120 组新会区地下水样品 , 运用利用 Gibbs 图、Durov 图、离子比例法、饱和指数法等方法分析地下水化学特征及其控制因素。结果表明：(1)新会区地下水 p H呈弱酸性 , 松散岩类孔隙水中主要阴阳离子主要为 Ca²⁺和 HCO₃^-, 水化学类型以 HCO₃^-Ca 型水为主 , 其次为 Cl-Na型水。基岩裂隙水中主要阴阳离子主要为 Na⁺和 Cl^-;水化学类型以 Cl-Na 型水为主 , 其次为 HCO₃-Na 型水。(2)新会区地下水中 Na⁺、K⁺、和 Cl^-主要来自岩盐矿物的溶解 , 过量的 Na⁺、K⁺来源于钠长石和钾长石等硅酸矿物的溶解、阳离子交换作用以及人类活动的影响 , 并且松散岩类孔隙水中的硅酸盐的溶解作用明显强于基岩裂隙水。...     

极端洪涝作用下江西乐安河沿岸地下水化学组分特征及来源分析

为研究极端洪涝作用下乐平市乐安河沿岸地下水化学组分来源及环境健康风险,综合应用图示法、数理统计、主要离子比等方法,对研究区洪涝期间及洪涝后期24组浅层地下水样品的22项指标进行了分析。结果表明：不同时期地下水主要化学组分无显著差异,均属弱酸性的低矿化度淡水,优势阴、阳离子分别为HCO^-₃、SO₄^2-、Ca²⁺、Na⁺、K⁺。地下水水化学类型空间差异明显,洪涝期间以HCO₃-Ca·Na型和HCO₃·SO₄-Ca·Na型为主,洪涝后期出现Cl型及NO₃型水。地下水主要组分的形成主要受控于水-岩相互作用、硅酸盐矿物溶解、阳离子交替吸附作用,局部地区受农业施肥、污水排放等人为活动干扰。洪涝灾害发生后地下水水质较差,不适宜直接饮用,污染指标主要为氨氮、NO^-₃、Mn、Cd,污染物来源于地表-地下水混合、洪水对土壤中...     

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。     

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。     

青海省黄河重点流域水化学特征及其控制因素

选取青海省黄河重点流域2010—2020年地表水和地下水水质监测数据,综合运用Piper三线图、相关性分析法和Gibbs图法,分析了研究区地表水和地下水水化学特征,并探讨了水化学演化规律,结果表明:研究区水体呈弱碱性;地表水TDS为202～822 mg/L,平均值为388 mg/L,除个别地区为较高矿化度外,多数地区属于较低和中等矿化度;地下水TDS为122～1 960 mg/L,平均值为798 mg/L,地下水矿化度明显高于地表水的;地表水和地下水阳离子除龙羊峡至兰州干流区间以K⁺+Na⁺为主外,其他均以Ca²⁺为主,阴离子以HCO₃^-为主,其次为SO₄^2-;地表水均为Ca²⁺-HCO₃^-型水,地下水由Ca²⁺-Mg²⁺-HCO₃^--SO₄^2-     

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⁺     

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。     

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。     

辽阳县不同深度地下水化学特征及其控制因素研究

通过调查采样辽阳县不同深度地下水样，综合利用多种方法揭示不同深度地下水化学特征及控制因素。结果表明：辽阳县浅层和中深层地下水优势阴离子为HCO₃^-,优势阳离子为Ca₂⁺与Na⁺;浅层、中深层地下水TDS均值为780.51mg/L和571.68mg/L,除浅层有3组微咸水外其余均为淡水；浅层地下水化学类型复杂，而中深层相对简单；人类活动、阳离子交替吸附作用和岩石溶滤作用共同影响着地下水化学特征，并且人类活动对浅层影响相对更大，一般不会对中深层水造成明显影响。     

人为活动影响下赣江南昌段水化学演化特征

收集了长江水系赣江外洲水文站1958—2013年年鉴数据,分析了赣江南昌段河水水文和水化学季节性变化规律及演化趋势,探究了长期人为活动对河水水化学的影响。结果表明,由于气候变化或人为调蓄作用,1958—2013年径流量季节性变化逐渐趋于平缓;HCO₃^-和Ca²⁺为赣江流域主要阴阳离子,分别占相应离子总量的75.3%和51.9%;1958—2013年不同时间段河水水化学阳离子变化不大,而阴离子变化较为显著。赣江碱度和河水(Na⁺+K⁺)/Cl^-研究均表明,人为活动的变化为水化学演化的主导因素。     

昌平平原区浅层地下水化学特征及水质评价

为了解昌平平原区浅层地下水化学特征及水质状况,选取12眼浅层地下水监测井进行采样,并对35项指标进行了检测,综合运用多元统计分析、水文地球化学图解、空间插值及聚类分析等手段,分析了地下水化学特征,并对地下水进行了水质评价。结果表明：昌平平原区地下水整体呈弱碱性,且均为淡水;浅层地下水化学类型相对简单,主要是HCO₃-Ca·Mg型;研究区域符合Ⅰ～Ⅲ类标准的地下水面积为549.2 km²,占评价面积的99.7%,与2015年相比,地下水质得到了明显改善;研究区浅层地下水可分为3个聚类组,其中B类水质最好,水质类别多为Ⅱ类。本研究可为昌平区地下水资源管理提供有效的决策依据。     

云南昭通喀斯特区天然水水化学性质及地质成因

为研究云南省昭通市昭通喀斯特区天然水水化学性质及其地质成因,采集9组河水样和27组裂隙水样,运用Piper三线图、阴阳离子比例法及饱和指数法,分析了昭通喀斯特区河水及裂隙水的水化学性质及主要地质因素。结果表明昭通河水与裂隙水中优势阴阳离子分别为HCO₃^-(67.3%和70.0%)与Ca²⁺(60.0%和72.1%);昭通81.6%天然水TH主要在75.0～300.0 mg/L之间。昭通天然水中含F^-量(均值0.1 mg/L)远低于中国饮用水卫生标准值(1.0 mg/L)。以碳酸盐岩为主的含水层中发育的裂隙水化学类型主要为Ca-HCO₃和Ca·Mg-HCO₃。含水层岩性控制着昭通裂隙水化学性质。昭通氟中毒区可在碳酸盐岩且岩性较为单一的含水层中找到优质水源。     

奎河两岸污灌区浅层地下水氮污染特征及同位素示踪分析

地下水中氮污染主要包括铵态氮和硝态氮,特别是当铵(NH₄⁺)作为地下水的主要污染物时,由于其在含水层中迁移规律复杂,且难以去除,成为研究该问题的难点。在奎河徐州段两岸通过钻孔对浅层地下水进行取样测试分析,研究区浅层地下水中氮的存在形式主要为NH₄⁺,其次为NO₃^-。通过对δ¹⁵N-NH₄⁺同位素分析可知,地下水中约27.3%的NH₄⁺来源于化肥,约72.7%NH₄⁺来自于动物粪便、生活污水等高δ¹⁵N值的污染源;对δ¹⁵N-NO₃^-同位素分析可知,地下水中约有15.2%的NO₃^-来源于化肥和土壤有机氮,63.6%的NO₃^-来源于动物粪便和污水;约21.2%的地下水样本中δ¹⁵N-NO₃^-值超出了污染源的同位素值,可能产生了反硝化作用。     

煤炭资源型城市浅层地下水化学特征及成因分析

在“双碳”目标背景下,地下水化学特征及成因机理对于煤炭资源型城市产业结构演化和转型发展至关重要。山东省济宁市是典型的矿城一体化城市,选取济宁市都市区为研究区,通过对比研究区内浅层地下水水化学特征,对其形成机制和控制因素进行分析。结果表明：研究区地下水整体为偏碱性硬水,水化学类型倾向于由HCO₃-Ca·Mg和HCO₃-Na·Ca向HCO₃·SO₄-Ca、HCO₃·Cl-Ca·Mg、HCO₃-Na·Ca·Mg、HCO₃·Cl-Na·Ca转变。研究区水化学组分的主控因素为水岩作用,其水化学特征主要受碳酸盐岩溶滤作用、农业生产和含氟矿物溶滤作用的影响,浅层地下水化学特征受当地工业制造业和采矿业影响逐渐增强。研究结果可为当地地下水保护和合理开发利用提供借鉴。     

塔里木沙漠公路沿线浅层地下水化学特征

为研究新疆塔里木沙漠公路沿线浅层地下水水化学特征及其成因,运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、相关性分析和离子比值等方法分析研究区2014年20组浅层地下水水样测试结果,并探讨沙漠公路沿线水化学演化过程的主要控制因素。研究结果表明,浅层地下水中主要阴阳离子为SO42-和Na+;TDS介于543.61～10 249.74mg/L,平均值为4 087.58mg/L;pH值的范围在7.11～9.05,平均值为7.87;总硬度超过450 mg/L的水样占95%;地下水水化学类型以SO4·Cl-Na型、SO4·Cl-Na·Mg型和SO4·Cl-Na·Ca型为主;地下水中SO42-和Na+是TDS的主要来源,且SO42-和Na+主要来源于岩盐或蒸发岩溶解;各主要离子间均有较好的相关性,其来源具有一致性;大气降水作用对研究区地下水化学组分几乎没有影响,地下水主要受蒸发浓缩和岩石风化作用影响;地下水中主要离子来源受硅酸盐岩和蒸发盐岩风化溶解影响较大,同时受到碳酸盐岩的溶解和阳离子交换作用影响。     

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。     

永定河永定河（北京段）生态补水对地下水的补给分析

利用水均衡法计算生态补水期间山峡段、平原段不同区段的地下水补给量,通过点线面结合方式,选取典型地下水位监测井、监测断面及研究区,开展2019年永定河北京段生态补水对区域地下水的补给分析。结果表明:生态补水后地下水储量增加2.38亿m~3,地下水位平均升幅1.42 m,最大升幅出现在山峡段的陈家庄监测井,升幅达18.61 m,平原段补水影响范围207km~2。山峡段主要补给区域位于陇驾庄至三家店段,平原段主要补给区域位于园博园地区,区域地下水位升幅较大,地下水位上升对于补水存在滞后效应,水头传播速度较慢。根据自然条件及生态要求,提出了山峡段非补水期小流量过流,增加地下水入渗及加大平原段出流,保障水流出京的具体工程措施建议。对于评估永定河北京段生态补水对地下水的影响具有重要意义。     

滨海水库沉积物盐分释放水化学特征变化

以北大港水库为研究区,通过野外实地采样和批试验相结合的方法,对滨海水库库水和沉积物混合后盐分和各主要离子指标的变化规律进行分析,探究库水和沉积物之间的水文地球化学作用,揭示水库咸化机理。结果表明：库水和沉积物在混合条件下,沉积物中的盐分会释放到库水中,各水化学指标能够快速地达到平衡;各采样点溶解性总固体(TDS)均先快速增加,而后盐分释放达到平衡,平衡后TDS释放量整体呈现出水库下游采样点>水库上游采样点的规律;Na⁺和Cl^-是库水和沉积物水文地球化学作用过程中发生变化的主要离子,Na⁺、Cl^-最大释放量分别为7 597.25 mg/kg和11 097.00 mg/kg。在库水和沉积物相互作用中各采样点的Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺和SO₄^2-发生着不同程度的增加或减少,Cl^-均有所升高,HCO₃^-     

南水北调中线受水区保定平原地下水质量演变预测研究

由于多年大规模过度开采地下水,南水北调受水区保定平原地下水严重超采,部分含水层疏干,进而引发地下水降落漏斗、地面沉降及地裂缝等环境地质问题。随着南水北调工程通水,地下水压采工作持续推进,河湖生态补水工作的全面展开,华北平原局部地区地下水位已呈现回升趋势。本文针对华北平原典型区域——南水北调受水区保定平原开展地下水位回升条件下的水质演化预测研究,采用电位分布-多点位络合模型(CD-MUSIC)预测2030年浅层地下水位上升后,水岩相互作用过程中的表面络合作用、铁锰氧化物及氢氧化物的吸附作用、离子的竞争与协同吸附效应,以及不同矿物的溶解平衡反应。结果表明:至2030年保定平原浅层地下水位整体上升后,水质逐渐向盐化方向发展,HCO3-SO4型水代替HCO3型水成为保定平原主要的阴离子水化学类型,平原东部高阳-蠡县地区出现了Cl型水,Na-Ca型水成为保定平原中东部地区主要的阳离子水化学类型;地层中岩盐及石膏的矿物溶解造成平原西部的山前冲洪积扇地区TDS含量显著上升,平原东部浅层地下水漏斗区域受到强烈的阳离子交替吸附作用影响,Ca、Mg含量显著下降,TDS及硬度下降明显,水位恢复对地下水漏斗区域水质改善具有一定的积极作用。