环境同位素方法在矿坑充水条件研究中的应用探讨

本文根据环境氚、氘、碳_(13)及氧(-18)的空间分在特点,分别对奥灰水和煤系地层水的迳流方向及条件进行分析,从而对矿床充水条件作出了总体上正确的判断。并圈出矿井下突水重点防护地段,为防治地下水提供依据。     

同位素氚在铁路工程勘察中的应用

本文论述了利用氚确定地下水的相对年龄。研究结果表明,在一个水文地质单元内,从补给区到排泄区,根据氚含量相对比较后,可获得地下水实际(孔隙)运动速度。在大厚度含水层中,沿不同深度取氚样后,还可看到愈深地下水运动速度愈慢的趋向。当给出含水层给水度、水力坡度,可根据断面估算补给量和渗透系数,进而估算取水管井出水量     

同位素方法在判定某水电站坝址河床承压水补给源中的应用

某水电站坝址工程勘察论证时,河床部位钻孔揭示存在基岩裂隙性承压水,判定其补给来源对大坝坝基采取相应的防渗工程措施具有关键技术意义.依据稳定同位素和放射性同位素能对水起着标记作用,通过承压水等天然水同位素,包括氘(δD)、氧(δ18O)、氚(3H)、硫(δ34S)的测试和成果分析,为判定河床承压水补给来源提供了有力的证据.研究结果表明:坝址河床承压水来源于左岸大气降水入渗,补给源高程在1 000～1 350m之间.同位素方法在该水电站坝址河床承压水补给源研究中获得了满意的效果.     

环境同位素在张双楼煤矿放水试验中的应用

根据氧－１８、氘、氚同位素在张双楼煤矿９某底板太原组４灰放水试验中的变化情况，分析了大气降水与矿井地下水的关系、矿井地下水的相对年龄以及矿井各含水层的水力联系，为煤矿防治水提供了依据。     

环境同位素技术在渭北矿区地下水研究中的应用

以１８Ｏ、氘（Ｄ）、氚（Ｔ）环境同位素试验资料为论据，探讨渭北煤田澄合、韩城矿区地下水的起源、形成条件和补给关系。     

地下水中氚同位素分布模型及其应用

为了合理评估当地降雨对浅层含水层的补给特征,为水资源评估提供理论基础,根据水量平衡原理、质量平衡原理和氚同位素衰变原理推导了水量平衡方程式及建立了地下水放射性氚同位素分布模型和地下水更新周期计算公式。基于该研究模型,计算受降雨补给的地下水氚浓度首先需要恢复当地降雨多年氚值系列;然后运用曲线法计算地下水氚值分布。上述模型在焦作煤矿区得以验证和应用,结果显示焦作煤矿区浅层地下水的更新周期为62 a,验证了模型科学及合理性;同时表明地下水中氚浓度与补给降雨有紧密联系,而与排泄水体没有关联。应用地下水氚同位素分布模型能有效评估当地降雨入渗补给情况,而地下水更新周期计算公式可评估地下水开采情况及更新特征,实用价值显著。     

(增刊投稿)鄂尔多斯盆地北部地下水环境同位素时空分布特征及其指示意义

在野外采样的基础上,通过测试分析不同地段、不同深度含水层中的环境同位素(δ18O-δD)特征,结合实际水文地质条件,分析了研究区地下水的补径排关系 。结果表明：研究区内地下水主要接受大气降水补给,各含水层的垂向水力联系较弱;在垂向上氘氧同位素具有明显的分层性特点,总体上表现为随着地下水埋藏深度的加大,地下水的δ18O、δD值逐渐偏负;通过氘过量分析表明各含水层均受到了现今大气降水影响。     

利用氢氧同位素研究本钢郑家水源地地下水的形成

本文用氢氧同位素氚、氧-18测试数据分析本钢郑家水源地的地下水形成在五十年代,其补给区主要是郑家河上游的山区。     

环境同位素技术在判定矿井含水层间水力联系的应用

基于环境同位素技术在水文地质研究中的广泛应用,运用其原理可以标识地下水分布、运移和补给规律,特别是在分析矿区地下水补给来源、各含水层之间的联系、地下水年龄及地下水混合比例等方面起了重要作用。运用环境同位素技术并结合水化学特征研究了巴彦高勒矿井各含水层之间的水力联系。试验结果表明,应用此项技术能准确、快速地确定矿区地下水的同位素特征,并判断出矿井突水的主要来源,可为制订有效的防治水措施提供科学依据。     

环境放射性同位素氚在水资源开发中的应用原理和要点

伴随氚的衰变,应用氚标准鉴别“老水”已日渐困难。这要求采用电解富集后的液体闪烁计数法以提高氚的检测灵敏度,并应研究和推广~3H-~3He测年法以及与其它手段联合,注意排除氚信息的多解性。应用环境氚评价地下水年龄时,要求重新补给区历年大气降水氚浓度,作为地下水系统的氚输入变量。并注意地下水年龄的概念可能因埋藏条件和运动状态的不同而有差异。     

Environmental Isotope Investigation of Groundwater in the Sarcheshmeh Copper Mine Area,Iran

Precipitation, surface, and groundwater samples were collected during 2009–2010 in the Sarcheshmeh copper mine drainage basin, Kerman Province, Iran. Groundwater samples were collected from both shallow and deep aquifers. All of the samples were analyzed for stable isotopes, deuterium (²H), and oxygen-18 (¹⁸O), and some were analyzed for tritium (³H). The results show a more restricted range of isotopic composition in groundwater samples than in precipitation samples based on the isotopic composition of the precipitation. The isotopic composition of surface and groundwater samples plot to the right of the local meteoric water line of the Sarcheshmeh area and around the evaporation line, indicating that the groundwater within the study area originates from meteoric water that has undergone secondary evaporation before or during recharge. Tritium was below the detection limit in the deep groundwater samples while shallow groundwater samples had tritium concentrations between 1.2 and 1.7 TU, which indicates a longer residence time for deep groundwater.     

天山北麓山前平原地下水同位素组成特征及意义——以三屯河流域平原区为例

该文依据水文地质条件将三屯河流域平原区划分为单一结构潜水子系统、多层结构潜水—浅层承压水子系统和深层承压水子系统。通过氢氧稳定同位素、氚同位素和碳 - 14的测试数据 ,分析了各地下水子系统的环境同位素组成 ,并初步讨论了地下水系统的水循环特点。     

个旧锡矿高松矿田水文地质调查

个旧锡矿高松矿田区是我国主要锡产区之一,随着开采标高下降,矿区地下水越来越复杂。本次调查通过剖面调查、岩石样品和钻孔岩芯分析、地下水环境调查等研究,从岩溶发育规律、天然水文地质、开采水文地质等方面进行了分析,结果表明：1)高松矿田地下水可划分为两个边界条件清晰的独立水文地质单元,以大气降雨补给为主,集中以暗河或直接向溪沟泄流。2)矿坑潜在充水水源主要有大气降水及个旧组含水层,其中矿坑与顶部岩溶洼地有直接水力联系,遇强降雨易发生透水危害。3)个旧组含水层在未来开采水平依然发育有溶洞,矿坑开采很容易直接揭露岩溶水,引发突水危害。     

鄂北岗地高氟地下水形成条件与改水降氟措施探讨

鄂北岗地是湖北省有名的高氟地下水分布区,主要是浅层地下水中氟含量超标,它是在含氟矿物较多、孔隙潜水迳流不畅的高氟环境下形成的,因此,改水降氟应改饮含氟低的深井水。     

Evaluating the Origin of Seepage Water in the Golgohar Iron Mine,Iran

The Golgohar mine produces iron ore from an open pit in south-central Iran that is now more than 100 m below the water table, and dewatering has not solved the mine’s water seepage problem. Previous studies had reported that Kheirabad (Sirjan) Playa, 13 km north of the mine, was the most probable groundwater source. A combination of geological, hydrogeological, hydrochemical, and isotopic techniques were used to evaluate the hydraulic connectivity between the mine and the lake, and to characterize the probable water sources. Thirty-two surface and groundwater samples were collected and analyzed for major and minor (Li, B, and Br) constituents. Ten water samples were analyzed for oxygen-18 and deuterium and three samples were analyzed for tritium. The results indicated that impermeable formations and very low-permeability alluvial deposits lie between lake and the pit. In addition, the chemical and isotopic signatures of the two water sources indicated different origins. Inverse geochemical modeling and the mine water’s isotopic signatures suggest that the water is coming from the surrounding alluvial aquifer, or is deep basin water from within the fractured bedrock, or a mixture of the two.     

Evaluating Induced Fractures Between a Large Artificial Lake and an Aquifer-Coal Seam System: A Case Study in Tangshan Coal Mine,China

The hydrogeology of the Tangshan coal mine is extremely complicated. There are at least 20 major faults, with the offset exceeding 50 m. A large artificial lake was created where mining-induced subsidence occurred; it was filled with groundwater pumped from the adjacent aquifers near the coal seams. In addition, there are two nearby rivers that are also believed to have significant groundwater and surface water interactions. Both the river system and the large lake could be a potential threat to a new mining operation in the deep no. 5 coal seam. An in-situ hybrid packer system was designed to measure the thickness of the fracture zone and a 3-D hydrogeological model of the coal seam, associated aquifers, artificial lake, and surface water was established to simulate the groundwater flow field to evaluate the potential impact of induced fractures between the lake and the aquifers and coal seams. The results indicated that the lake has an insignificant impact on the aquifers and coal seams, though it does influence the shallow quaternary aquifer in the study area. Further study is suggested to monitor the groundwater and surface water interactions between the lake and the shallow aquifer system.     

柴达木盆地小梁山—大风山区域深层卤水水化学特征及成因分析

柴达木盆地小梁山—大风山区域深层卤水资源丰富,但是目前勘探程度相对较低。为探讨该区域卤水矿产资源情况,在区域地质背景分析的基础上,采用物探测井、地震等手段,对矿区内深层卤水含水层分布进行了解译;对区域水文地质条件进行了研究,包括区域地下水赋存条件与分布规律,地下水类型及含水岩组划分,结果表明矿区内出露一套微胶结的湖泊相地层,内部赋存高矿化度卤水,划分为碎屑岩类裂隙孔隙水、松散岩类孔隙水2种基本类型;对深层卤水矿体及水化学特征进行了分析,自上而下将深层卤水划分为5个矿层,均属硫酸镁亚型卤水。最后,从地形条件、构造特征及气候条件分析了深层卤水钾盐矿资源的沉积演化规律,以期对柴达木盆地的深层卤水资源的深度评价、开发与利用提供基础资料参考。     

西部典型侏罗系富煤区地下水补径排的同位素特征

以位于吐哈盆地的大南湖矿区为例,结合该区侏罗系含煤地层渗透性好、富水性强、静储量大等典型水文地质特征,通过野外调查,沿区域主要补给方向共采取了9个地表水及地下水样,开展了氢氧同位素及水化学分析与测试;在获取研究区水样氢氧同位素特征并首次构建哈密地区氢氧同位素降雨线的基础上,系统研究了天山东段南麓区域地下水的补径排条件;结合研究区所处的干旱区域特征及主要构造的控水作用研究,基本阐明了大南湖凹陷特殊地下水系统的形成原因及水循环条件。研究结果表明：天山东段南麓雪融水是区域地下水的惟一远程补给水源,通过深渗透方式进行补给,主径流方向为由北东向南西,补给途径长;受研究区北部沙尔湖隆起、西部及南部觉罗塔格隆起、东部边界断层等隔水构造的控制,研究区总体水文地质条件较为封闭,地下水循环交替差,进而形成了大南湖矿区上侏罗系含水层具有以静储量为主、高矿化度的特殊水文地质特征。     

地表水体作用下的粗颗粒地层渗透规律研究

在地表水体(人工湖或水库)长期作用下,粗颗粒地层(卵石或漂石)形成了复杂的渗透规律,与传统认识存在较大差异。因此,查清人工湖或水库底下的土层渗透规律和地下水分布条件直接关系到工程的安全、造价和工期。该文结合工程实例,初步研究了在地表水体长期作用下粗颗粒地层的渗透规律,突破水文地质学中"含水层"和"隔水层"的传统定义,首次提出"饱水层"的概念。浅层地下水的排泄以垂向渗流为主,深层地下水排泄以径流为主;浅层地下水的补给以地表水补给为主,深层地下水的补给主要是浅层地下水通过非饱水带对其补给。     

榆神府矿区土壤－植被－大气系统中水分的稳定性同位素特征

针对榆神府矿区植物水分来源研究方面存在的不足,以影响矿区植被建设中最关键的制约性因素水分为中心,利用稳定性同位素分馏原理,分析了矿区土壤-植被-大气系统不同载体中水分的稳定性同位素特征,揭示了矿区典型植物的水分来源,为矿区植被的自然恢复和永续发展提供科学的水分来源依据。研究认为,榆神府矿区夏季降水δD（氘）、δ¹⁸Ο（重氧）与降水量成明显的负相关关系,表明该区降水氢、氧稳定性同位素具有较强的雨量效应特征。与全球大气降水线方程相比,矿区降水线方程（δD= 7.0δ¹⁸Ο-0.72）斜率和截距都偏小,说明全球大气降水线方程不能很好地反映矿区降水的氢氧同位素特征。矿区典型植物木质部水分δD值（-72.49‰～-78.72‰）与土壤中水分（-68.15‰～-78.00‰）、地下水δD（-64.18‰～-67.14‰）相接近,与降水（10.78‰～-94.30‰）、水库水（-48.945‰）和湖水δD（-2.65‰）相差很大,说明该区植物水分的主要来源是土壤水和地下水,而基本没有直接利用湖水、水库水以及夏季降水。低δD值、雨量大时的降水是榆神府矿区地下水的主要补充来源,降雨量小时δD值高,但微小的补充不足以影响地下水的δD值。