西宁市浅层地下水化学特征及形成机制

地下水是西部干旱地区重要的供水水源,随着西部大开发战略的深入,工业化和城市化发展加大了西宁市对地下水资源量的需求,不合理的开发利用已引起地下水环境发生变化,探明地下水化学演化特征及形成机制,对防止其恶化,确保可持续利用至关重要.运用水化学和多元统计技术相结合的方法,分析了西宁市地下水化学特征,探讨了地下水的形成机制和不同因子的影响程度.结果表明,西宁市浅层地下水化学类型多达36种,以HCO₃-Ca(Mg)(占比60.00%)和HCO₃·SO₄-Ca(Mg)(占比11.81%)为主,草地、林地和裸地中地下水化学类型5～6种,建设用地和耕地中地下水化学类型复杂,多达21种,表明受到人类活动影响较强.研究区地下水化学演化过程主要受岩石风化溶滤、蒸发结晶和阳离子交换作用综合影响,主要控制因素分别是水-岩相互作用(贡献率为27.56%)、工业废水排放(贡献率为16.16%)、酸碱环境(贡献率为16.00%)、化肥、农药的过量施用(贡献率为13.11%)和生活污水(贡献率为8.82%).针对西宁市地下水化学特征及其人类活动影响,提出...     

雷州半岛岭北地区地下水水文地球化学特征

地下水是雷州半岛重要的供水水源.本研究在雷州半岛岭北地区开展了水化学和氢氧稳定同位素调查,报道了区域地下水水化学特征;基于水化学及同位素地球化学理论和方法揭示了控制水质的主要水文地球化学过程.结果表明,地下水pH、总硬度、TDS以及K⁺、Cl^-、SO₄^-质量浓度较低;H₂SiO₃和NO₃^-质量浓度较高.孔洞裂隙水水化学类型以Mg-Ca-HCO₃和Mg-Ca-HCO₃-Cl型为主,Cl^-沿径流方向增加明显;浅层孔隙水以Ca-Cl、Na-Ca-HCO₃-Cl和Na-Ca-Mg-HCO₃-Cl型为主;中深层孔隙水以Mg-Ca-HCO₃、Na-Ca-Mg-HCO₃和K-Na-HCO₃-SO₄型为主,K⁺、Na⁺、Cl^-和SO₄^-沿径流方向有所增加.地下水受大气降水补给,Cl^-和Na⁺起源于海洋性大气降水,Mg⁺、Ca²⁺和HCO₃^-源自硅酸盐矿物水解,NO₃^-主要来自化学肥料;浅层孔隙水、裂隙孔洞水受蒸发浓缩作用影响,中深层孔隙水受阳离子交换作用影响.计入硝酸盐后,50.85%的NO₃型水指示着地下水具有污染趋势.本研究结果为可持续开发利用区域地下水提供了依据.     

黄土区洛川塬地下水化学特征及影响因素分析

地下水是黄土塬区的主要水源,探讨其水化学特征及控制因素对于地下水资源合理利用和有效管理具有重要意义.以洛川塬为研究区域,通过该区2015～2017年采集的地下水的阴阳离子测定,运用Piper图、Gibbs图、相关性分析和正演模型等方法,对地下水的水化学特征及其控制因素进行了分析.结果表明:①地下水为弱碱性低矿化度水,水化学类型为CaMg-HCO_3型;②地下水的离子浓度特别是Na~+、Ca~(2+)和HCO_3离子有时空变异,可能受降水淋溶土壤、阳离子交换和地下水的水平流动等因素影响.③影响地下水离子浓度的主要因素为碳酸岩和硅酸岩风化作用,其中碳酸盐岩风化平均贡献率介于47%～85%,硅酸盐岩风化的贡献率介于6%～38%.蒸发岩溶解、人类活动及大气输入的贡献非常小,平均贡献率均小于5%.可见,深厚的黄土为优质地下水的储存提供了良好的条件,目前水质仍然受自然因素主导.     

涡河流域中部地区地下水化学特征及其成因分析

地下水是涡河流域中部地区重要的供水水源,但普遍面临着污染及水质异常等问题.本文在调查采样的基础上,综合运用数理统计、Piper 三线图、Gibbs图和离子比值等方法对不同深度地下水的水化学特征及其形成机制进行分析和探讨.结果表明:①研究区地下水总体为弱碱性水,不同深度地下水中的优势阴、阳离子均为HCO3-和Na+.浅层...     

长江流域安庆段浅层地下水水化学特征及控制因素

浅层地下水为安庆市居民生活用水和工农业生产用水的主要水源,是维持社会经济可持续发展和区域生态环境的重要基础保障.为深入研究安庆市浅层地下水的水化学特征及控制因素,采集了196组浅层地下水水样,综合运用Piper三线图、Gibbs图、离子比值和数理统计方法对安庆市地下水的水化学特征及控制因素进行研究,定量评估不同来源对地下水水化学组分的贡献.结果表明,安庆市浅层地下水呈弱碱性,pH值在5.84～8.38,均值为7.21; ρ（TDS）介于47～1 620 mg·L^-1,均值为324.21 mg·L^-1,阴阳离子主要以HCO₃^-和Ca²⁺为主,水化学类型为HCO₃-Ca型.地下水水化学组分受岩石风化溶滤作用、阳离子交替吸附作用、矿物溶解和沉淀以及人类活动综合影响.Ca²⁺、Mg²⁺和HCO₃^-主要来源于碳酸盐岩和硅酸盐岩的风化溶解作用,Na⁺、Cl^-和SO₄^2-受工业活动和生活污水的排放、K⁺和NO₃^-受农业活动的影响.APCS-MLR受体模型分析进一步揭示地下水水化学组分主要有地质因子、工业因子、农业因子和未知源这4种来源,其贡献率分别为45.35%、14.19%、25.38%和15.08%.地质因子是浅层地下水水化学组分的重要来源,人类活动则加剧了地下水水化学的演变.     

金塔盆地鸳鸯池灌区地下水水化学特征及控制因素

为研究金塔盆地鸳鸯池灌区地下水水化学特征及控制因素,采集浅层地下水(201组)和中深层地下水(5组)样品,综合运用Piper三线图、Gibbs图、离子比值关系和因子分析等方法,分析了该区地下水水化学特征、水文地球化学过程以及影响因素.结果表明,研究区浅层孔隙水整体呈弱碱性,ρ(TDS)变化范围328.4～12 400 mg·L^-1;阴阳离子分别以SO₄^2-和Mg²⁺/Na⁺为主.研究区地下水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Mg型、SO₄·HCO₃-Mg型、SO₄-Mg·Na型和SO₄·Cl-Na·Mg型.中深层孔隙水p H均值为8.47,较浅层孔隙水高,属弱碱性水,ρ(TDS)变化范围339.0～493.8 mg·L^-1,水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Mg型.研究区地下水水化学特...     

河套灌区地下水化学演变特征及形成机制

地下水资源是我国西北干旱区的重要资源,但不合理的开发利用导致系列生态环境问题,深入探究地下水化学演变特征及形成机制,对于地下水资源的合理利用具有重要意义.以河套灌区永济灌域为研究区,综合运用聚类分析和因子分析等统计学方法,研究了该区域地下水化学演化特征并阐明了地下水化学的形成机制,说明不同因子的影响程度.结果表明,研究区地下水阳离子以Na⁺+K⁺为主,阴离子分别以Cl^-和HCO^-₃为主,且Na⁺+K⁺和Cl^-离子具有较高的空间变异性,是决定地下水盐化的主要因子,地下水化学类型以Cl-Na、 HCO₃·Cl·SO₄-Na和HCO₃-Na型为主;通过聚类分析,研究区地下水可分为4类(A₁、 A₂和B₁、 B₂类),其中A₁类地下水为高矿化度Cl...     

雷州半岛地下水水化学特征及成因分析

地下水是雷州半岛的重要供水水源.以雷州半岛地下水为研究对象,采集并测试了47个地下水样品中的常规水化学组分,综合运用Gibbs图解法、Piper三线图、离子比例法等分析方法,研究该区域地下水中主要离子的来源及其控制因素.结果 表明:研究区地下水中主要阳离子和阴离子分别为Na+和HCO3-;浅层孔隙水水化学类型以Cl· ...     

武汉长江新城地下水化学特征及成因分析

为研究武汉地下水水化学特征及形成原因,以长江新城为研究区,于2019年7-9月采集地表水和地下水样品,对区内地下水和地表水进行测试分析.基于水化学结果,运用数理统计、离子比值分析、矿物饱和指数等方法,揭示了长江新城的水化学演化过程和主要离子来源.结果表明,区内地下水阳离子以Ca2+为主,阴离子以HCO3-为主,地下水和...     

崇明岛浅层地下水化学特征及其影响机制

为探究长江口浅层地下水化学特征及其影响机制,选择崇明岛为研究对象,采集22个浅层地下水样本和3个地表水样本,检测11项水化学指标及氢氧同位素.利用描述性统计分析、Arc GIS空间分析、Piper图解和离子比例系数等分析方法,分析研究区浅层地下水化学类型与离子空间分布,讨论控制浅层地下水化学演化过程的主要因素和离子来源,探究地表水与浅层地下水的水力联系.结果表明:崇明岛浅层地下水pH在7.30~7.94之间,整体呈中性硬水,36%为极硬水,围垦地区浅层地下水矿化程度较高;浅层地下水化学类型有13种,以HCO₃-Ca水为主,占样本数的27%,主要分布在崇明岛中部、西南部;从西部到东部阴离子由HCO₃-向Cl-过渡,阳离子由Ca2+向Na+过渡,在围垦区,浅层地下水化学类型以Cl·HCO₃-Na为主.研究显示,水-岩作用、阳离子交换作用和人类活动是影响崇明岛浅层地下水化学特征的主要影响因素,浅层地下水与地表水水力联系紧密.      

盐城地区地表水化学空间特征及控制因素分析

地表水资源是东部沿海地区经济发展的基础之一,在高强度的人类活动影响下,广泛面临着水质异常及污染等问题.在调查采样的基础上,以区域地质为背景,通过Gibbs图、Pipper三线图、离子当量和摩尔比关系,利用数理统计,探讨盐城地区地表水的化学组成特征及控制因素.结果表明：①研究区地表水pH值偏低及TDS偏高,前者可能受人类活动排放的酸性有机污染物及土壤中厌氧生物分解形成的酸类物质的控制,后者呈显著地西低东高,北低南高的趋势.②溶质中阳离子以Na⁺为主,阴离子以HCO₃^-和Cl^-为主,水化学组成整体呈HCO₃-（Ca+Na）型为主,但次类型在不同区域存在显著差异.③因研究区淤积层主要以黏土、亚黏土和砂岩为主,地表水中可溶性物质主要来源于碳酸化作用引起的钠长石为主的硅酸盐岩碎屑物分解,并辅以碳酸化作用导致的碳酸岩分解.其中滩涂湿地扩张区还因地势低洼,地下水位浅,溶质显著地受蒸发-浓缩作用的影响,并伴有蒸发盐岩风化补给.④不同区域的地表水虽然受到人类活动的影响存在一定差异,但影响作用显著.特别是在废黄河区和滩涂湿地扩张区,水质不仅显著受到农业生产的影响,还受区域以化工为主的产业废水排放的作用.     

盐城地区地下水溶质来源及其成因分析

位于淮河下游典型冲海积平原区的盐城,地下水具有开发利用程度高,浅层水显著咸化的特点.在浅层地下水空间采样的基础上,通过各要素空间分布、Pipper、水化学侵蚀模式和富集因子法,研究离子的主要来源及其成因,探讨人类活动的作用.结果表明:①浅层地下水中溶解性总固体(TDS)范围为211～3790 mg·L-1,其中,微咸水...     

淮南煤矿区地表水和地下水水化学特征及控制因素

为厘清淮南矿区地表水和地下水水化学特征和控制因素,采集115组地下水和30组地表水样品,基于数理统计、 Piper三线图、 Gibbs图、矿物稳定场图和离子比例系数等方法,分析了淮南煤矿区地表水和地下水的水文地球化学特征,研究了其水化学特征演变规律.结果表明,淮南煤矿区地下水和地表水呈弱碱性,地表水和地下水中优势阴阳离子为HCO^-₃、 Ca⁺和Na⁺.HCO₃-Ca型和HCO₃-Ca·Na·Mg型为地表水和地下水的主要水化学类型.地下水和地表水的水化学特征主要受岩石风化作用控制,阳离子交替吸附和蒸发对其有一定的促进作用.水岩作用以硅酸盐和碳酸盐矿物的溶解为主,碳酸盐岩的溶解制约Ca²⁺、 Mg²⁺和HCO^-₃等离子的变化.地表水和地下水中Cl^-、 SO₄^2-、 NO^-₃     

丰沛平原浅层地下水化学特征分析

为研究丰沛平原浅层地下水化学特征及主要离子来源,采集浅层地下水样品27组,采用数理统计、舒卡列夫分类、Gibbs图和离子比例系数等方法,对丰沛平原浅层地下水化学特征及形成作用进行了研究。结果表明：研究区地下水中的阳离子以Na⁺和Ca²⁺为主,阴离子以HCO^-₃为主,HCO^-₃、Mg²⁺和Ca²⁺的空间变异系数相对较小,NO^-₃变异系数较大。根据沉积环境不同,浅层地下水化学类型具有明显的水平分布过渡带,浅层地下水在黄淮海冲积平原沿着浅层地下水流向自西南向北东方向水化学类型阴离子从HCO₃→HCO₃-Cl→HCO₃-SO₄→SO₄-HCO₃型过渡,阳离子从Ca-Na-Mg→Na-Mg-Ca→Na-Mg型过渡,微山湖沿岸冲湖积平原主要分布HCO<...     

贵州乌都河流域雨季河水水化学特征及其控制因素

乌都河是贵州西部典型的矿业型岩溶山地流域.对乌都河流域干流、支流、泉水和矿井水进行采样分析,通过Gibbs图、Piper图和数理统计分析等方法,研究了乌都河流域水化学特征及控制因素,并计算了不同因子对河水的贡献率.结果表明,乌都河流域水体pH值范围为7.87~8.52,均值为8.14;ρ（TDS）范围为135~243 mg ·L^-1,均值为191.7 mg ·L^-1.天然河水和泉水中阳离子以Ca²⁺和Mg²⁺为主,阴离子以HCO₃^-为主,水化学类型为HCO₃-Ca型;但受矿业活动影响后,部分支流河水中阳离子以Ca²⁺和Na⁺为主,水化学类型过渡为HCO₃ ·SO₄-Ca和HCO₃ ·SO₄-Ca ·Na型.乌都河流域河水离子组分受矿井水排放和阳离子交换作用、碳酸盐岩风化、硅酸盐岩风化和农业施肥这4个因子的影响.矿井水中具有较高浓度的SO₄^2-和Na⁺,是乌都河支流河水中SO₄^2-和Na⁺的主要来源.化学物质平衡法计算表明,碳酸盐岩风化的贡献率为44.12%~86.92%,均值为74.32%;矿业活动的贡献率为3.28%~37.07%,均值为11.61%;碳酸盐岩风化是乌都河流域河水水化学的主控因素,矿业活动对河水水化学组分也有不可忽视的贡献.大气降水、硅酸盐岩风化、农业活动和生活污水的贡献率均值分别为3.75%、4.67%、2.85%和2.81%,对流域水化学的影响有限.     

张家口地区枯水期地下水水化学特征及其成因机制分析

为更好支撑首都水源涵养功能区和生态环境支撑区建设,开展张家口地区枯水期地下水水化学特征及其形成机制研究,对地下水资源合理开发利用具有重要参考意义.采集41组地下水样品,运用描述性统计分析、Piper三线图、相关性分析、Gibbs图及离子比值等方法,分析了研究区地下水水化学类型、组成特征和控制因素.结果表明,研究区地下水整体呈弱碱性,总硬度变化范围为105.00~1 433.00 mg·L^-1,ρ（TDS）变化范围在137.00~2 286.00 mg·L^-1,坝上地区地下水中总硬度和TDS质量浓度均高于坝下地区.研究区地下水中HCO₃^-和Na⁺为主要优势阴、阳离子.地下水中主要组分超标率最高的为总硬度,超标率为36.59%,坝上地区地下水中各组分的超标率和最大超标倍数均大于坝下地区.研究区地下水水化学类型以HCO₃-Ca·Mg·Na型为主,坝上地区和坝下地区水化学类型差异较小,SO₄^2-、Cl^-、HCO₃^-、Na⁺和Mg²⁺对TDS的贡献最大.地下水水化学特征受盐岩、钠长石和白云岩等岩石矿物风化溶滤作用、阳离子交换作用和人类活动的共同影响,蒸发结晶和大气降水对研究区地下水主要离子来源贡献较小.坝上地区地下水受人类活动影响要大于坝下地区,其中NO₃^-主要来源于农业活动.