挠力河流域水体氢氧同位素与水化学特征

通过野外考察取样和室内试验分析,应用氢氧同位素和水化学方法分析了挠力河流域地表水和地下水氢氧同位素特征和地表水与地下水的相互作用关系。结果表明:降水是地表水和地下水的补给源;湿地地表水氢氧同位素最富集;沿松花江、七星河和挠力河流向,氢氧同位素有富集的趋势;多通道井的氢氧同位素数据表明,地表水和地下水水力联系较强;挠力河流域地表水的水化学类型主要为HCO_3-Ca-Na,深层地下水水化学类型主要为HCO_3-Ca,在人类活动的影响下,浅层地下水水化学类型主要由HCO_3-Na-Mg-Ca演化为HCO_3-Mg-Ca-Cl(SO_4)。采用端元法计算得知,松花江在江川农场和山河村受到浅层地下水的补给,地下水的补给比例分别为7.6%和31.2%。     

土默川平原黄灌区地下水水化学及氢氧同位素特征分析

2016年冬灌期和2017年春灌期采集了干旱半干旱地区内蒙古土默川平原黄灌区灌渠水、地下水以及雨水,通过测定不同时期水体的水化学成分及氢氧同位素值,分析了水化学类型和同位素的分布特征,探讨了不同时期灌渠水对地下水的影响,判明了地下水的补给来源.研究结果表明:研究区大部分区域地下水补给源为灌渠水,而河森茂村、后荒地村一带...     

生活水源的稳定氢氧同位素和水化学特征 —— 以天津市为例

通过稳定氢氧同位素结合水化学的方法, 在 2017 年采集天津市主要区( 县) 自来水的基础上, 于 2019 年重点收集中心城区和西青区的直接供水和二次供水的自来水, 分析水样中的稳定氢氧同位素组分和主要阴阳离子质量 浓度。自来水中稳定氧同位素∮18 O 的范围为- 4.41 ‰~ - 10.06 ‰ , 氢同位素∮D 的范围为- 52. 4 ‰ ~ - 74. 4‰ 。 引江水为水源的自来水中的同位素位于全球大气降水线附近, 水库蓄存会导致水中同位素富集; 深层地下水为水源的稳定同位素贫化。天津市中心城区、西青、津南、北辰、武清和蓟州的自来水水化学类型为 Ca·Mg-HCO3 , 滨海新区和宝坻的水化学类型为 Na· Mg-SO4 , 宁河的水化学类型为 Na-HCO3。天津市自来水的主要阴阳离子质量浓度都符合国家饮用水标准, 二次供水对水化学组成无显著影响。引江水的自来水水质较地下水为水源的水质好; 滨海新区 由于水库蓄存, 自来水中 Na+ 和 SO4 2- 的离子质量浓度高; 宁河区的 Na+ 和蓟州区的 NO3- 质量浓度高。     

华北平原典型压采区地下水循环的氢氧同位素示踪

选取地下水压采效果显著的邯郸黑龙港平原作为研究对象,运用氢氧同位素技术示踪现状压采条件下水循环过程,确定地下水的补给来源。结果表明,研究区内地下水和地表水主要接受大气降水补给,且都受到蒸发作用的影响。地表水的平均蒸发比例约为40%,且地表水氢氧同位素组成季节变化显著,雨季较旱季明显富集。地下水受蒸发作用影响较小,平均蒸发比例约为24%,其氢氧同位素组成季节变化不明显。深层承压水同位素富集现象很可能与上层潜水的越流补给有关;古地下水的输入使得部分承压水同位素贫化。地下水与当地地表水水力联系密切,其中地下水对老漳河的补给比例约为30%;老沙河对下游地区地下水的补给比例约为20%。研究结果对华北平原地下水可持续管理具有重要意义。     

城市地下埋管自来水的常规水化学与氢氧同位素特征分析

针对城市地下埋管渗漏判别问题,分别测定水样的常规离子和氢氧同位素,结合聚类分析和主成分分析选取特征因子,建立基于混合水判别模型,能精确测定混合水中埋管水的比例,同时确定埋管渗漏量。结果表明：基于常规离子的判别模型精度达到87.5%;管网水相对于浅层地下水更靠近降水线,建立基于氢氧同位素的判别模型能够确定埋管的渗漏量。     

大渡河丰水期水体氢氧同位素特征及其影响因素

大渡河干流规划了29座梯级水电站,已建成13座.为了解环境和水电开发对大渡河河水氢氧同位素组成的影响,应用数理统计等方法对2020年9月采集的大渡河流域河水氢氧同位素和相关水文资料进行分析.结果表明:① 大渡河水体 δD和 δ18 O的分布范围分别为-120.60‰ ～-77.98‰和-16.67‰ ～-11.90‰,...     

巴丹吉林沙漠南缘地下水补给机制研究

为研究巴丹吉林沙漠南缘水源地的地下水补给机制,分析了采自浅井、深井及湖泊的35个水样的Cl-浓度、TDS含量和氢氧同位素特征。根据巴丹吉林水源地及周边水化学水平分布特征,结合研究区气象和水文条件、水文地质结构、地下水流场发现,戈壁区地下水对沙漠区地下水无明显补给作用,但是沙漠区、戈壁区及山区地下水稳定同位素关系表明,沙漠区地下水来源于南部山区及戈壁区的地下水或降水。通过野外调查发现,沙漠边缘分布大量洪积黏土,认为沙漠外围山区、山前戈壁带降水在季节性河道形成的脉冲式洪流是沙漠区地下水的重要补给来源之一,这一认识不仅解释了采用水化学和同位素技术进行分析而获得不同结论的原因,而且有利于地下水资源评价。     

金沙江下游流域大气降水氢氧稳定同位素特征及水汽来源

金沙江下游流域地处干热河谷气候影响区,大气降水对该区域水文循环至关重要。分析了金沙江下游流域降水稳定同位素组成的季节变化特征及其影响因素,结合同位素示踪和HYSPLIT模型探讨了流域大气降水水汽来源。结果表明：金沙江下游流域降水δ²H和δ¹⁸O雨季偏负而旱季偏正,气温和降水量对同位素组成影响较大而高程效应不显著;流域大气降水线斜率和截距均低于全球和我国大气降水线,主要受到非平衡蒸发作用影响;流域大气降水水汽来源和昆明地区类似,雨季降水主要受到西南与南亚季风影响,旱季降水潜在来源为西风带或极地大陆气团。研究成果对金沙江下游区域水文循环具有重要指导意义。     

李雅庄矿区地下水水化学及环境同位素特征研究

根据李雅庄煤矿水文地质勘查成果,对矿区主要含水层地下水水化学特征进行分析,并利用环境同位素方法进行水体来源研究。结果表明李雅庄矿区各含水层地下水水质存在一定差异;石炭系太原组岩溶裂隙水水质类型单一,与二叠系裂隙水相比,阴离子SO42-含量明显偏低,阳离子Na+含量则明显偏高;奥陶系峰峰组岩溶水水质相对复杂,并呈现出明显的水平分带性;奥陶系上马家沟组岩溶水与峰峰组岩溶水相比,水质类型及阴、阳离子含量均有明显差异。环境同位素研究结果表明,水样δD、δ18 O值偏离当地雨水线较远,说明太原组岩溶裂隙水及奥陶系岩溶水接受大气降水补给条件相对较差;水样氚浓度分析结果说明太原组岩溶裂隙水及奥陶系岩溶水未接受近年大气降水的补给,属于古水和新近入渗水以及二者混合水。     

氢氧稳定同位素对东平湖枯水期水环境的指示作用

为掌握东平湖枯水期水环境质量,采集氢氧稳定同位素样品分析了氢氧同位素分布、氘盈余(d值)和富营养化状况,揭示了枯水期蒸发作用和人为因素对湖泊水质的影响,结果表明:(1)单因子评价法反映出东平湖枯水期富营养化现象严重,水体中COD、TN和TP含量平均值分别为16.92mg/L、0.80mg/L和0.31mg/L,接近重富营养化;(2)枯水期δD和δ18 O呈现出从湖区的东南向西北逐渐增加的规律,而氘盈余值则表现出与δD和δ18 O比值相反的空间分布。湖水的氘盈余在-4.77‰～-12.48‰之间,d值严重偏负,说明水体的蒸发作用较强烈;(3)枯水期湖水的δ18 O、δD与COD、pH、EC、呈显著相关性,反映出蒸发分馏对COD等含量的影响;而水中TN、TP含量与δD和δ18 O比值无显著相关性,其含量的大小一定程度是受人为因素影响的。     

云南一把伞季节性岩溶湖群地下水水化学特征及演化规律

岩溶水作为重要的生活和生产水源,是满足人类社会发展和维持生态平衡的重要资源,同时岩溶水作为一种重要的地质营力,对岩溶演化有重要影响。以云南一把伞季节性岩溶湖群为研究对象,在查明水文地质条件和岩溶发育特征的基础上,运用水文地球化学模拟和¹³C_DIC等方法对研究区岩溶地下水水化学组分的演化特征及水岩相互作用等进行了系统研究。结果表明：研究区岩溶地下水受岩石化学风化作用控制,水化学类型为Ca-HCO₃型;地下水中各类矿物在地下水径流路径上存在沉淀、溶解及阴阳离子交替吸附作用;研究区地下水流动性整体较好,但在局部路径上存在阻塞,此处方解石和石膏矿物转移量相较于其他径流路径的大。     

黑龙潭泉域地下水化学特征及补给源识别

以黑龙潭泉域为研究对象,在泉域采取水样测试分析其水化学特征和氢氧同位素特征,通过Piper三线图、Gibbs图、线性回归分析、因子主成分分析及高程反演方法,探讨了黑龙潭泉域水化学组成特征和影响因素,以及各泉群的补给来源,结果表明:研究区地下水化学组分以Ca~(2+)、HCO■、SO■为主,水化学类型为HCO_3-Ca型,水化学组分主要受碳酸盐岩溶滤作用和岩石风化作用影响;水样点基本落在降水线右下方,研究区以大气降水补给为主,水样的补给高程为3 715～4 154 m;水样均接受九子海地区降水补给,但清溪泉群还接受玉龙雪山地区冰雪融水的补给,清溪泉群地下水子系统属于"多源同汇",其他泉群属于"单源单汇"。     

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。     

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。     

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。     

乌兰木伦河流域地下水水化学同位素特征及补给关系

研究河水与地下水的水化学同位素特征及相互作用,对流域内水资源的保护与开发利用具有重要意义。以地处神府东胜煤田的黄河流域内的乌兰木伦河流域为研究对象,采用统计分析、Piper三线图和两端元模型分析流域降水、河水、地下水(矿井水、生活井水)的水化学特征、氢氧稳定同位素特征及其分布规律,探讨了流域内降水、河水与地下水的补给关系。水化学分析结果表明：河水的水化学类型为HCO₃-Na型和HCO₃+SO₄-Na型;矿井水的水化学类型为HCO₃-Na型、HCO₃+Cl-Na型和HCO₃+ SO₄-Na型;生活井水的水化学类型为HCO₃-Ca型,矿井水与河水联系较为密切。同位素分析结果表明：地下水受到大气降水和河水的共同补给,三者之间存在水力联系以及一定程度的水体转化。当地下水井深小于135 m时,大多数采样点河水对其补给贡献率为58.47%～80.94%;当地下水井深大于135 m时,河水对其补给贡献率为21.47%～58.69%。在地下水采样点距离河道8.8 km范围内,河水对地下水的补给贡献率超过45%,表明河水是地下水的重要补给来源之一;当地下水采样点距河道超过8.8 km时,河水对其补给贡献较弱。随着水井深度的增加、与河道距离的增大,河水对地下水的补给贡献率越来越小。该研究可为流域水资源管理与保护提供基础支撑。     

巴丹吉林沙漠湖泊和地下水补给机制

巴丹吉林沙漠湖泊及地下水的补给来源和补给途径问题近年来争议很大。根据巴丹吉林沙漠湖泊及地下水的特征,就水化学条件、环境同位素及相关的示踪理论研究巴丹吉林沙漠湖泊和地下水的补给机制。结果表明:巴丹吉林沙漠湖泊和地下水的补给源有黑河中上游河水、祁连山大气降水和冰雪融水,比较有争议的补给源是青藏高原上的一些湖泊水,尽管都有同位素依据,但没有考虑到氧漂移因素。在补给途径上,既有河西走廊祁连山前缘洪积扇地下水、雅布赖山前洪积扇地下水等通过巨厚覆盖层潜水或承压盆地水对巴丹吉林沙漠湖泊和周边地下水的缓慢补给,也有祁连山区大气降水和冰雪融水入渗通过基岩地层的深部循环后向上渗透补给沙漠湖泊及周边地下水的快速补给,而且已经从古老碳酸盐岩地层的存在、区域活动断裂构造体系的发育,以及地下水幔源氦同位素特征、巴丹吉林沙漠湖泊中钙华幔源碳特征等方面得到验证。     

云南省南洞岩溶水系统水化学特征及其成因分析

云南省南洞地下河流域是西南地区典型的超大型地下河流域,选择其中的南洞岩溶水系统作为研究区.针对岩溶地区的用水短缺问题,以水资源的合理开采及可持续利用为目标,于2015年5月和12月分别在研究区的16个观测点进行采集水样与野外现场测试,运用描述性统计分析、Piper三线图、Gibbs图等方法对地下水水化学特征及其成因进行...     

基于氢氧同位素的平原湖荡地表水与地下水转化研究

地表水与地下水间的相互转化以及量化地下水补给量是湖泊水循环研究的重要内容。本文采集了元荡湖区域湖水、地下水样品,测试了其氢氧稳定同位素组成和水化学组成,运用Piper三线图分析其水化学类型、通过钻孔实测的地下水埋深绘制元荡湖区域旱季(2022年12月)和雨季(2023年6月)的地下水水位等值线图,结合电导率(EC)和溶解性总固体(TDS)定性分析地表水-地下水之间的转化关系,利用同位素水量平衡方程、线性端元混合模型定量评价了湖水、地下水、河水和降水之间的转化量。结果表明,研究区湖水和地下水的水化学类型均为HCO₃^-·SO₄^2-·Ca²⁺·Na⁺·Mg²⁺,旱季和雨季湖水均受到地下水的补给,拟合得到的湖水旱季、雨季氢氧稳定同位素线性回归方程表明雨季斜率较小,蒸发更为强烈。湖水主要由河水、地下水和降水补给,其三者在旱季的补给比例分别为59%、26%和15%,在雨季的补给比例分别为23%、39%和38%。本文成果为元荡湖区域以及太湖流域的综合治理提供了科学依据。