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。     

鹤壁矿区奥陶系灰岩地下水水文地球化学特征及反向模拟

为探讨采矿活动对岩溶地下水水质的影响,以鹤壁矿区奥陶系灰岩地下水为研究对象,基于不同时期岩溶地下水水化学资料,采用Piper图结合离子组合比例分析法,分析矿区岩溶地下水主要组分的物质来源和水岩相互作用过程,并借助PHREEQC软件对其进行了反向水文地球化学模拟。结果表明:研究区岩溶水水化学类型主要为HCO_3-Ca·Mg型、HCO_3·SO_4-Ca·Mg型和SO_4·HCO_3-Ca·Mg型。主要水岩作用为碳酸盐岩、石膏和岩盐的溶解与阳离子交替吸附作用。煤矿区的岩溶水水质受采煤活动影响,水中SO_4~(2-)、Cl~-与TDS的含量较高,且采矿活动对水质的影响随时间增强。     

双辽市地下水化学特征及成因分析

为了研究双辽市地下水化学特征及成因,采集了双辽市82个地下水潜水样品,检测分析了地下水主要组分。运用描述性统计分析、Piper三线图、相关性分析、离子相关关系、Gibbs图等方法对双辽市地下水化学特征及成因进行了分析,揭示了地下水水化学特征的变化规律。结果表明:双辽市地下水pH平均值为7.60,呈弱碱性,TDS均值837.75 mg/L,其中有55个水样为淡水,占总数的67.07%,其余为微咸水,沿地下水流方向,TDS逐渐增大;地下水中主要的阴阳离子为HCO_3~-、Ca~(2+);地下水水化学类型以HCO_3-Ca型为主,其次为HCO_3-Ca·Mg型;沿地下水水流方向,东辽河流域地下水化学类型主要从HCO_3-Ca型向HCO_3·SO_4-Ca型演化,西辽河流域地下水化学类型主要从HCO_3-Ca型向HCO_3-Ca·Mg型和HCO_3-Ca·Na型演化;在地下水补给区,水文地球化学作用以风化溶滤作用为主,在地下水径流—排泄区水文地球化学作用以蒸发浓缩作用和阳离子交换作用为主。     

琉璃河地区地下水化学特征对微生物群落结构影响

为查明区域地下水化学特征对微生物群落结构影响,在北京琉璃河镇及周边地区采集9组地下水样。在调查地下水化学特征基础上,利用高通量测序技术,对地下水样进行16SrRNA基因V4-V5区测序,用于分析地下水化学特征与微生物群落结构间相关性。水化学结果表明,研究区地下水共有HCO_3-Ca·Mg、HCO_3·Cl-Ca、HCO_3·Cl·SO_4-Ca和HCO_3-Ca水4种水型,主要水型为HCO_3-Ca·Mg水,部分地下水受NO_3-、SO_42-污染。微生物结果表明,研究区地下水优势菌门为Proteobacteria,但无明显优势菌属。不同水型中微生物多样性呈地下水化学类型越简单,微生物群落多样性水平越低趋势。HCO_3-Ca·Mg、HCO_3·Cl-Ca、HCO_3·Cl·SO_4-Ca和HCO_3-Ca水4种水型中共有菌属数量为113个,特有菌属数量分别为186、32、33和2个。影响因子对微生物群落结构影响程度为浊度EC(电导率)DO(溶解氧)pH,较高的EC和DO值有利于Pseudomonas、Vogesella、Hydrogenophaga菌属生长,pH适度增加有利于Gallionella、Nitrospira菌属生长。综上可知,区域地下水化学特征对微生物群落结构具有显著影响。     

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分析。结果表明:研究区内各水体pH值在6.19～7.66之间,平均值为7.25,呈中性偏弱碱性;TDS均值为329.24 mg/L,属于低矿化度水。因受岩溶区碳酸盐岩地层的控制,研究区地下水化学类型以HCO_3-Ca型为主,地表水以HCO_3-Ca、HCO_3·SO_4-Ca·Mg型为主。控制研究区水中主要离子形成的水文地球化学作用主要为岩石风化溶滤作用。氢氧同位素分析表明地表水和地下水的初始补给源主要为大气降水,而地表水由于经历较强的蒸发作用,氢氧同位素偏重。     

基于GIS的楚雄地区地下水特征分析

楚雄州属滇中干旱地区,水资源时空分布极不均匀,资源性缺水与工程性缺水并存,较难集中化利用红层井开采地下水。为了能够让有限的地下水资源最大限度发挥社会效益和经济效益,通过对该区域不同类型红层地下水进行代表性取样分析,并采用ArcGIS软件建立红层地下水化学空间模型,以分析楚雄地区红层地下水的化学特征及其空间分布规律。通过分析揭示:该区域的水化学类型主要为HCO_3-Ca、HCO_3·SO_4-Ca型水;在地下水循环系统中,总体上呈现出由高山补给区到平原排泄区,地下水力坡度由大变小,径流速度逐渐变慢,集中补给,分散排泄,径流交替沿途由强变弱的规律。     

平阴-东阿水文地质单元岩溶地下水化学特征分析

为研究平阴-东阿水文地质单元地下水化学特征,采用相关性分析法、因子分析法、聚类分析法等方法对研究区26组岩溶地下水样的10项指标进行了综合分析。结果表明:研究区地下水化学类型以HCO_3-Ca·Mg和HCO_3-Ca为主;地下水在补给区、径流区和排泄区水化学成分呈现明显的差异性。控制岩溶地下水成分的主要因素是NO~-_3,SO_4~(2-),Na~+和Ca~(2+),可以反映样本71.20%的信息量;其中,NO~-_3和SO_4~(2-)主要受工矿生产和人类活动的影响,贡献率为31.98%;Na~+主要受人类活动的影响,贡献率为22.65%;Ca~(2+)主要受灰岩的风化-溶滤作用影响,贡献率为20.17%。     

海原县山前地下水化学特征分析

在海原县采集地下水及泉水样品145组,采用Piper图解法、Gibbs半对数法、离子比例法等方法,对海原县山前地下水化学特征及其形成机制、空间演化规律进行了分析研究,结果表明:从南、西华山补给区至鸭儿涧排泄区,地下水化学类型由HCO_3-Ca·Mg渐变为HCO_3·SO_4-Ca·Mg、SO_4·Cl-Na·Mg·Ca、SO_4·Cl-Na·Mg,HCO_3~-、Ca~(2+)含量逐渐减少,SO■、Cl~-、Na~+含量逐渐增多;干盐池为一断陷封闭盆地,水文地质单元相对独立,从盆地边缘至盆地中心沉积物颗粒逐渐变细,地下水化学类型由HCO_3·SO_4-Ca·Mg渐变为HCO_3·SO_4-Na·Mg、SO_4·Cl-Na·Mg、Cl·SO_4-Na·Mg;从补给区至径流区,地下水化学类型的形成以溶滤作用为主,至径流区渐变为以阳离子交替吸附作用为主,排泄区以蒸发-浓缩作用为主。     

华蓥山隧道隧址区水文地球化学特征及涌水来源识别

针对华蓥山隧道施工中可能存在的涌突水问题,本研究在现场水文地质调查,取样测试分析的基础上,对华蓥山隧道隧址区地表水、地下水和隧道涌水的水文地球化学特征进行了分析,并对隧道涌水水源进行了识别。结果表明:隧址区水体的水化学类型主要为HCO_3-Ca和HCO_3·SO_4-Ca型,水质偏弱碱性,水化学成分主要来源于岩石的风化作用;隧址区浅层地下水和地表水联系紧密,大气降水是各水体的主要补给来源;隧址区地下水补给高程为315~1467 m,在东南区域,隧道涌水主要来自三叠系上统须家河组(T_3xj)碎屑含水层和侏罗系中统新田沟组(J_2x)碎屑岩含水层,西北部主要来自三叠系下统嘉陵江组(T_1j)灰岩岩溶含水层。     

基于水化学和环境同位素的准格尔煤田地下水循环特征

为揭示准格尔煤田地区地下水循环特征,运用水化学技术、水汽轨迹模型和环境同位素等方法分析不同水体水化学特征、环境同位素特征、大气降水主要来源、地表水及地下水转化关系。结果表明:地表水矿化度低,呈弱碱-偏碱性,水化学类型以HCO_3·SO_4·Cl-Ca型水为主;地下水整体矿化度低,偏弱碱性,主要以HCO_3-Na·Ca型、Cl-Na型、HCO_3-Ca·Mg型、HCO_3·Cl-Na型水为主;黄河水δ(D)平均值为-79.6‰、δ(~(18)O)平均值为-10.47‰,第四系地下水δ(D)平均值为-66.25‰、δ(~(18)O)平均值为-9.1‰,白垩系地下水δ(D)值为-70.6‰、δ(~(18)O)值为-9.3‰,石炭-二叠系地下水δ(D)平均值为-77.07‰、δ(~(18)O)平均值为-9.9‰,寒武-奥陶系地下水δ(D)平均值为-75.73‰、δ(~(18)O)平均值为-10.06‰;大气降水受极地气团和季风影响,主要来源为西风带水汽、地表水和地下水水汽蒸发再循环;断层带、褶皱轴部裂隙带为不同含水层间主要导水通道,大气降水和黄河为地下水主要补给来源;高承压水头寒武-奥陶系岩溶裂隙水越流补给第四系松散孔隙水和砂岩裂隙水,第四系松散孔隙水通过地层间不整合接触面裂隙发育带向下补给石炭-二叠系砂岩裂隙水,黄河水对寒武-奥陶系地下水的补给比例受地质构造发育的影响较大。     

柳林泉域岩溶地下水水化学特征及演化分析

在对柳林泉域水文地质详细调查的基础上,系统研究了柳林泉域岩溶水水化学类型及分带规律,并对其形成演化特征进行了分析。结果表明:柳林泉域岩溶地下水是矿化度较低的优质淡水,水中优势阳离子为Ca2+、Mg2+,优势阴离子为HCO3-;水化学类型从补给区到深埋区经历了HCO3-Ca·Mg、HCO3-Ca→SO4·HCO3-Ca、HCO3.SO4-Ca·Mg→Cl.SO4-Na·Ca、Cl·SO4-Na的变化过程,具有典型的干旱、半干旱地区水化学演化特征。     

江汉平原西缘地下水水文地球化学过程研究

鄂西丘陵山区地下水向江汉平原运移是较复杂的水文地球化学过程,通过数理统计、水化学分析、Gibbs图以及水文地球化学模拟等方法对江汉平原西缘不同类型地下水运动及其化学组分变化规律进行了研究。结果表明:裂隙岩溶水主要化学类型为HCO_3-Ca和HCO_3-Ca+Mg型,碎屑岩类裂隙水为HCO_3-Ca和HCO_3-Ca+Na型,孔隙水以HCO_3-Ca型为主。方解石和白云石的溶解是丘陵山区主要的水文地球化学过程,孔隙水和裂隙水以岩盐和石膏的溶解为主,裂隙水中还存在阳离子交换吸附作用,少量孔隙水受蒸发-沉淀作用的影响。地下水由丘陵山区向平原区径流过程中发生了石膏以及少量岩盐和钾长石的溶解,同时伴随着阳离子交换吸附和硝化反应,方解石和少量的钠长石因为过饱和而发生沉淀。     

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%。     

峨眉山玄武岩地下水水化学特征及水质评价

四川昭觉县地区峨眉山玄武岩地下水资源丰富。为了查明研究区地下水水化学特征及水质状况,于2019年7～8月在峨眉山玄武岩地区采取了76组地下水样并进行水化学测试;运用水化学软件绘制Piper三线图,并对水样进行了舒卡列夫分类;利用统计软件进行描述性分析、相关性分析;采用地下水水质量综合评价方法进行水质评价。研究结果表明:(1)峨眉山玄武岩地区地下水化学类型主要为HCO_3-Ca·Mg型,其次为HCO_3-Ca型,地下水化学成分具有明显的空间变异性;(2)地下水质量综合评价结果显示研究区的地下水质量能够满足饮用水标准的占67.1%,总体上地下水质量较好;(3) 19组水样的偏硅酸大于25.0 mg/L,满足Ⅲ类水标准的有10组水样,硅酸浓度达到了天然矿泉水标准,建议进行一个完整水文年的天然饮用偏硅酸矿泉水评价工作。研究结果可为昭觉县地下水资源开发及矿泉水产业发展提供科学依据。     

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、后荒地村一带主要受降水和侧向补给影响;研究区灌渠水和地下水氢氧同位素组成差异明显,从灌渠水到地下水氢氧同位素呈贫化趋势,但冬灌期、春灌期灌渠水对地下水的影响基本一样;地下水冬灌期、春灌期水化学类型及其分布规律基本一致,主要有HCO_3·Cl·SO_4-Na·Ca·Mg、SO_4·Cl-Na、HCO_3·Cl-Na·Mg和Cl-Na型水。     

基于铀不平衡的沙颍河地下水含水系统特征分析

为系统了解沙颖河流域地下水含水系统的补给源以及水化特征,在取样测试、现场监测的基础上,分别采用同位素、水文地球化学等方法,深入分析了沙颍河流域地下水含水系统特征。研究发现:沙颖河流域浅层地下水水化学类型自流域上游到下游呈HCO_3-Ca+Mg型向HCO_3+Cl-Ca+Mg型变化的趋势,中深层水以HCO_3-Na型为主,局部呈HCO_3+Cl型可能是浅层水混入的结果。采用铀不平衡方法识别地下水补给源,结果表明:浅层地下水补给源除降水外,还包括深层地下水的贡献;深层水来源包括大气降水、潜水和深层地下水3个补给源。各方法所得结论互相验证,研究结果可为流域内水循环模式研究、水污染防治等提供科学依据。     

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"。     

穆兴平原北区浅层地下水水化学分布特征 及其形成机理

采用2016年8月采集的192个地下水样品水化学数据,查明了穆棱河—兴凯湖平原(穆兴平原)北区第四系浅层地下水溶解性总固体(TDS)和地下水化学类型分布特征,并结合研究区水文地质条件和人类活动影响分析其形成原因。结果表明:穆兴平原北区浅层地下水主要以TDS小于0.5g/L的淡水为主,未见TDS大于1.0g/L的微咸水。地下水TDS受含水介质、溶滤作用和地表水-地下水交互作用影响,在区内呈多种分带规律。区内浅层地下水化学类型不具备明显的水平分带规律,主要以HCO_3-Ca·Mg型水为主,与人为活动较少的20世纪60年代背景水化学类型(HCO_3-Ca·Na型水)对照,地下水中硫酸根、氯离子及镁离子的增加与煤矿开采、生活用水污染及大范围农业施肥等人类活动相关。     

黔南龙里地区岩溶地下水水化学特征及水质评价

贵州黔南龙里地区岩溶地下水资源丰富。由于新构造运动,使得该区中部地壳不断抬升,形成了独特的方山地貌。为查明该区的特殊地貌是否对当地地下水质量产生影响,特展开此次岩溶地下水水化学特征与水质评价研究。本次研究通过ArcMap绘制水文地质略图,根据所取24组水样的水化学测试结果,运用AquaChem软件做Piper三线图,并进行统计分析,分析研究区地下水水化学特征。运用单因子评价和模糊综合评价两种方法分别对研究区的岩溶地下水质量进行评价,并对结果做空间分析。研究结果表明:(1)研究区水化学类型主要为HCO_3-Ca·Mg型,在中部草原四周均有分布,区内碳酸盐硬度均大于50%,且Fe~(3+)表现出强烈的空间变异性。(2)从单因子评价结果可知,研究区的地下水质量能满足饮用水标准的达95.8%。(3)从模糊综合评价的结果可知,研究区的地下水质量均能满足饮用水标准。总体上看,该区地下水资源可作为饮用水资源开采。本次研究结果,为该区今后的岩溶地下水资源开采提供依据。     

神木市窟野河流域地下水水化学时空演化特征

为研究神木市窟野河流域地下水化学时空演化及其影响因素,运用描述性统计分析、相关性分析、Piper三线图、Gibbs图、离子比值等方法对2011年与2016年神木市窟野河流域地下水数据进行系统分析。结果表明:研究区地下水中主要阳离子为Na~++K~+,主要阴离子为HCO~-_3,地下水化学类型以HCO_3-Na·Ca、HCO_3-Ca·Na、HCO_3·Cl-Na·Ca、HCO_3·Cl-Ca·Na等为主;地下水主要离子浓度空间分布差异日益明显,特别是农业活动中氮肥的过度施用导致研究区地下水中NO■浓度空间分布差异极大;地下水主要离子的形成受岩石风化作用、阳离子交替吸附作用与人为因素共同影响,且岩石风化作用为主要控制因素,2016年人为因素的影响大于2011年的,其中工矿业活动影响大于农业活动影响。