重庆市万州区浅层地下水化学特征及控制因素

浅层地下水作为重庆市万州区居民生活用水和工农业生产用水的主要来源,是推动该区社会经济可持续发展和维持区域生态环境稳定的重要保障.为研究重庆市万州区浅层地下水化学特征及控制因素,于2021年10月采集浅层地下水样品56组.综合运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、离子比例关系、Pearson相关性分析、因子分析和水文地球化学模拟等方法,对万州区浅层地下水化学特征、离子来源和控制因素进行分析.结果表明,研究区浅层地下水以淡软水为主,且呈弱碱性,阴阳离子以HCO₃^-、Ca²⁺为主,浅层地下水类型以HCO₃-Ca为主;由研究区中部至边缘地区,阴离子类型由HCO₃型向HCO₃·SO₄、HCO₃·Cl·SO₄和Cl·SO₄型演变,阳离子类型由Ca型向Ca·Mg、Na·Ca和Na·Ca·Mg型演变;浅层地下水离子主要来源于碳酸盐岩、硅酸盐岩和岩盐溶滤;浅层地下水化学组分受岩石...     

滇东黔西典型岩溶流域地下水中锶富集特征及成因分析

滇东黔西岔河岩溶流域地下水和地表水中锶超常富集,研究富锶地下水的分布特征和成因机理,可以为天然富锶矿泉水的开发利用提供支撑.通过对含水介质中锶元素含量、地下水分布和水化学特征的分析,结合氢氧同位素和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值、离子比例系数和Piper三线图、Gibbs图解等方法,研究了地下水中Sr的来源和成因.结果表明,永宁镇组(T₁yn)和关岭组(T₂g)岩石中锶含量较高,是地下水中锶的主要来源层位.研究区地表水和地下水均以大气降雨补给为主,水化学类型主要为HCO₃-Ca和HCO₃-Ca·Mg型,优势阴阳离子为HCO₃^-、Ca²⁺和Mg²⁺.地表水和地下水水化学均受岩石风化作用的控制,溶滤作用、阳离子交换作用和人类活动综合影响了区内水体的组分特征.水-岩作用是锶在地下水中富集的主要途径,方解石的风化溶解是地下水中Sr的主要来源,白云石和石膏也有一定的贡献;阳离子交换作用不...     

青藏高原盐湖地区水化学特征及成因分析

青藏高原盐湖地区水体在盐湖泄流后,其水文情况发生较大改变,研究盐湖地区的水化学特征及成因分析对高寒区水资源保护和水质演化具有重要意义.本文运用Piper图解法、矿物饱和指数法以及多元统计等方法,探究了泄流后盐湖及其下游清水河等水体的水质特征及离子成因.结果表明,在泄流后,盐湖离子浓度变化较小,而清水河离子浓度扩大至泄流前的2倍.基于盐湖、清水河多年离子浓度对比发现,盐湖受青藏高原气候暖湿化影响而逐渐淡化,清水河主要因盐湖泄流影响由微咸水变为盐水;盐湖、清水河等常年性地表水及其浅层地下水水化学类型均为Cl·SO₄-Na型,以蒸发结晶为主导作用,而北一河水化学类型则为HCO₃-Mg·Ca,其浅层地下水与清水河深层地下水离子组成相似,阳离子以Ca²⁺、Mg²⁺为主,阴离子则以Cl-、SO₄^2-为主,水化学成分主要受岩石风化溶解影响.主成分及相关分析表明盐湖地区内Na⁺、K⁺、Cl^-、Mg^...     

喀斯特地区河流水化学季节变化特征及成因分析——以平寨水库上游流域为例

为探究平寨水库上游水化学沿程变化情况,采用因子分析、Piper三线图、Gibbs及离子关系对比等经典地质化学分析方法,分析平寨水库上游水化学变化特征及成因.结果表明,水化学类型主要为HCO₃-Ca型,沿程河段区-河库区-库区水化学呈现由SO₄·Cl^-Na·Ca·Mg型到HCO₃·NO₃-Ca·Mg再到HCO₃-Ca·Mg型的演变特征.离子浓度季节变化明显,冬季高于夏季;空间上,除Na⁺和SO₄^2-外,其余离子浓度整体表现为库区、河-库区大于各河段.Gibbs图表明水体水化学组成受岩石风化影响显著,离子关系对比图表明河段区水体受人为活动影响较强,因子分析结果表明研究区四季水化学组分主要受自然盐岩风化以及较小程度的人类源污染.     

黄河流域下游德州地区地下水水化学成因及生态环境影响

德州市位于黄河流域下游平原，是主要农业粮食作物产区，地下水资源影响着农业安全和人民健康安全.研究地下水化学成因及生态环境影响，对地下水可持续开发利用具有重要意义.采集243组地下水样品，运用描述性统计分析、因子分析、Piper三线图、Gibbs图及离子比值等方法，结合地质背景条件，运用PHREEQC计算矿物饱和指数，分析区内地下水化学特征及成因，并分析其生态环境影响.结果表明，德州市地下水为弱碱性水，TDS介于234—28162 mg·L^-1之间，区内占优势的阴、阳离子为Cl^-、 SO₄^2-和Na⁺、 Mg²⁺，浅层地下水化学类型以HCO₃·Cl^-Ca·Mg型，HCO₃·Cl-Na·Ca、 HCO₃·SO₄-Na·Ca型等为主，深层地下水以HCO₃·SO₄-Na型水为主.德州地区地下水化学特征受岩石风化溶...     

巴楚县平原区地下水水化学特征及成因分析

以新疆维吾尔自治区喀什地区巴楚县平原区为研究区,对地下水进行系统取样分析.由描述统计分析结果可知,研究区地下水属于总溶解固体、总硬度偏高的中性-偏弱碱性水,地下水中阳离子以Na~++K~+为主,阴离子以SO■为主.采用Piper三线图对2014年和2017年地下水水化学类型进行划分,结果表明,地下水水化学类型由SO_4·Cl-Na·Ca型和SO_4·Cl-Na型过渡到以SO_4·Cl-Na·Ca型和SO_4·Cl-Na·Ca·Mg型为主.通过Gibbs图解法、离子比值法和饱和指数法等对地下水水化学成因进行分析,结果表明,研究区地下水化学组分主要受蒸发-浓缩作用影响,部分受岩石风化作用影响,大气降水、阳离子交替吸附作用和人类活动对地下水化学组分形成影响较小.     

新疆巴里坤-伊吾盆地地下水水化学特征及成因

为查明新疆巴里坤-伊吾盆地地下水水化学特征及其成因,采用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、离子比例系数等方法对研究区2011年9月的75组地下水水样测试结果进行分析.研究结果表明,潜水以HCO_3和SO_4型水为主,承压水以SO_4型水为主,两者都是矿化度中等、硬度中等的弱碱性水;Gibbs图表明,研究区潜水水化学成分主要受蒸发浓缩和岩石风化双重作用的影响,承压水补给水源的水化学成分主要受蒸发浓缩作用影响;离子比例系数法及饱和指数表明潜水和承压水中离子主要来自岩盐、硫酸盐、硅酸盐的风化溶解.此外,(Na~+-Cl~-)与(Ca~(2+)+Mg~(2+))-(SO_4~(2-)+HCO_3~-)之间的比值关系表明阳离子交换作用也是地下水中化学组分形成的重要作用之一.     

赣南小流域的水文地球化学特征和主要风化过程

对赣南花岗岩小流域进行采样、测试及分析,发现其河水含有较低的矿化度,水化学组成以Na ,Ca2 ,Cl-1和HCO-3为主,溶解性Si的含量明显较高,代表了典型硅酸盐地区河流的相应化学组成.通过Gibbs图分析,赣南流域大部分地区受大气降水的影响比较显著,"蒸发-浓缩"类型的小流域也较多.根据主成分分析和因子分析的结果,定量地估算了大气中CO2和三类岩石对河水中各种离子的贡献比例.与黄河相比,赣南流域受硅酸盐岩风化作用强烈,但主要影响因素仍是碳酸盐和蒸发盐岩,二者对赣南流域溶解质的贡献率分别为42.8%和29.2%,大气中CO2对河水溶解质的贡献率为21.4%,低于世界平均水平.主要风化反应以岩盐和方解石的溶解为主,Si/(Na* K)比值较低,说明风化反应在表生环境中进行,其产物是富含阳离子的次生矿物.     

新疆焉耆盆地平原区地下水演化的主要水文地球化学过程分析

地下水资源是焉耆盆地生活、生产及生态用水的主要供水水源.深入研究焉耆盆地地下水演化特征及水文地球化学过程对合理开发地下水资源及保护地下水环境具有重要意义.利用Gibbs图阐明了焉耆盆地平原区地下水所经历的水文地球化学作用(大气降水、蒸发浓缩和岩石风化作用等),平原区采样点主要分布在Gisbbs图的右上角及中部左侧,表明平原区地下水受风化、蒸发浓缩作用影响,且受大气降水作用影响较小;方解石、白云石等碳酸盐矿物,以及岩盐、石膏等蒸发岩的风化溶解是平原区地下水主要离子来源,应用PHREEQC地球化学模拟软件计算了平原区各矿物饱和指数,大部分采样点方解石与白云石未达到饱和状态;随着平原区地下水中的TDS和Cl-浓度的逐渐升高,Mg~(2+)在地下水中的富集受到了白云石沉淀过程的限制,而Ca~(2+)的含量随TDS的增大而持续增加,并结合平原区2011年与2014年地下水水化学Piper三线图,平原区地下水大部分呈Ca·Na型或者Ca·Mg型;地下水ORP值均为正值,表明平原区地下水处于氧化状态;根据离子比例法,γNa+/γ(Na++Ca~(2+)+Mg~(2+))比值深层承压水潜水浅层承压水,表明平原区地下水阳离子交换作用由强到弱依次为深层承压水、潜水、浅层承压水.     

滹沱河流域地下水水化学特征演化及成因分析

为研究滹沱河流域地下水的水化学特征及其演化规律,2018年1月(枯水期)和9月(丰水期)分别采集该地区地下水样品33组,运用Piper三线图、Gibbs图以及离子比例系数法,全面分析了研究区地下水的时空动态变化、水化学特征及其演化过程.结果 表明,研究区地下水主要的污染因子是TH和NO3-,其超标率高达69.7％和36.4％,水化学指标的空间变化主要受到人类活动、地下水埋深和地层岩性的控制,其浓度表现为岗南水库-黄壁庄水库间沟谷地带大于冲洪积扇地区;水化学指标的时间变化主要受到季风气候(降雨)的影响,水化学参数的浓度表现为枯水期要高于丰水期.岗南水库-黄壁庄水库间沟谷地带水化学类型以HCO3·SO4-Ca型水和HCO3·Cl-Ca型水为主,滹沱河冲洪积扇地下水水化学类型以HCO3·SO4-Ca(Mg)型为主.该地区地下水水化学形成主要以岩土风化-溶滤作用为主,同时受蒸发浓缩作用的影响.地下水中的化学组分主要来源于岩盐溶解和大气降水,同时,离子交换作用也有一定的贡献.     

珠江三角洲小流域地下水化学特征及演化规律

珠江三角洲地下水环境日益恶化,已成为制约经济社会发展的重要因素。以珠海市具有典型特征的闭合小流域作为研究对象,分旱、雨两季采集地下水分析主要离子及D、18O同位素,全面系统地研究了地下水水化学的时空变异特征与演变规律。结果表明:研究区内地下水主要受大气降水及附近地表水体渗透补给,以蒸发及地下水径流排泄,季节变化对区域内水化学空间变异性影响较小。沿地下水流方向(补给区-径流区-排泄区),地下水化学类型主要从Ca-Na(Mg)-HCO3型向Na-Cl和Na-K-HCO3-CO3型演化,风化-溶滤、离子交换、海陆交互作用是控制当地地下水质演变的主要水文化学过程。     

赣江水系水化学时空特征及影响因素

为研究赣江水系水化学的时空特征,于2015年1月、7月采集干流与主要支流水样37个,测定了水体离子浓度.结果表明,各离子浓度排序为:阳离子Ca~(2+)Na~+K~+Mg~(2+)NH_4~+,阴离子HCO_3~-SO_4~(2-)Cl~-,水化学类型为HCO_3-Ca型且为弱矿化度水,枯水期离子浓度显著高于丰水期.基于各采样点离子浓度聚类分析结果,将赣江流域在空间上分为3个区域,A1(桃江、袁水和锦江流域)、A2(琴江、梅江、平江、恩江、泸水流域),A3(A1和A2以外的赣江流域).3个区域的总溶解固体(TDS)大小顺序为:A1A3A2.从自然因素看,赣江流域的水化学组成主要受到岩石溶滤作用的影响,枯水期A3蒸发作用较明显.受工业和采矿废水影响,A1的NH_4~+、SO_4~(2-)、Cl~-、Na~+含量最高,同时酸性废水的排放促进了溶滤作用,Ca~(2+)浓度也最高;A3受城市生活污水的排放影响明显,Cl~-、Na~+含量较高;A2的各离子浓度最小,水化学组分主要受到岩石溶滤的作用.     

滇东北毛坪铅锌矿区水化学特征及成因

地下水水化学是研究矿区复杂水文地质与水-岩作用过程的重要手段.本文采用水文地球化学与环境同位素研究相结合的方法,系统探讨了滇东北毛坪矿区地下水水化学特征及成因.结果表明研究区不同含水系统之间的水化学分布特征差异显著,指示了其不同的来源或经历了不同的水文地球化学作用过程.针对水化学特征的因子分析表明,该区水化学主要受地下水径流途径、碳酸盐岩的水岩作用、硫化物矿物的氧化溶解及农业活动等因素控制.本研究对探究西南地区复杂岩溶金属矿区地下水组分的来源及形成机制具有重要参考意义.     

泰莱盆地地下水化学特征及其控制因素

为了对泰莱盆地的地下水资源进行合理开发利用,通过现场调查以及测定盆地各类型地下水的水化学成份,初步研究了该区域的地下水化学类型分布特征及其控制因素.结果表明,泰莱盆地各地下水中阳离子以Ca~(2+)和Mg~(2+)为主,阴离子以HCO_3~-和SO_4~(2-)为主,主要水化学类型有HCO_3-Ca型、HCO_3·SO_4-Ca型、HCO_3-Ca·Mg型、HCO_3·SO_4-Ca·Mg型和SO_4-Ca·Mg型,部分地区NO-3较高.研究区地下水中,离子基本以牟汶河为中轴线,由盆地边缘基岩出露区向盆地内部,呈逐渐上升趋势.盆地内地下水中,离子含量主要受水—岩作用的影响,其主要来源是区域内方解石、白云石等碳酸盐岩和石膏等硫酸盐岩的共同溶解.     

秋浇前后地下水营养盐与水化学演变特征——以乌拉特灌域为例

为明确秋浇前后地下水营养盐变化特征,探究其水化学组成的演变及来源问题,选取乌拉特灌域为研究区,2018年8—11月跟踪监测地下水及灌溉水,收集地下水样160个,采用空间插值、Piper三线图、Gibbs图等方法,分析了灌域地下水与引黄灌溉水中氮磷元素及水化学组成的动态变化特征,对当地农业生产及地下水环境保护具有一定的指导意义.结果表明,乌拉特灌域地下水TN、TP含量差异较大,TN含量受秋浇影响8—11月逐月升高;人类活动差异使秋浇前TN含量呈现非平稳的空间分布特征,秋浇活动及渠系排干密集地区地下水中TN含量明显高于其它地区;由于土壤对磷素的固定能力较强,地下水中TP含量秋浇前后时空间变化无明显规律,TP含量基本不受秋浇影响.根据地下水中主要盐分离子含量分布情况,将乌拉特灌域主要分为4个区,其中,Ⅲ区盐分含量最高,且秋浇后明显增加,11月Na~+、Cl~-均值分别达857.52 mg·L~(-1)、1246.09 mg·L~(-1).灌域地下水水化学类型以Na~+-Mg~(2+)-Cl~--SO■型、Na~+-Cl~-型为主,各月地下水水化学补给来源基本相同,灌溉水补给及土壤淋融作用使Cl~-和Na~+在地下水化学组成中占主导地位.Gibbs图表明,引黄灌溉水水化学组成主要受岩石风化和蒸发作用共同控制,地下水水化学来源主要受蒸发作用和人类活动控制,阴离子受人类活动影响更显著.其中,农田灌溉、污水排放是最主要的影响因素.     

新疆伊犁喀什河流域地表水水化学特征及控制因素

利用2019年1月至7月伊犁喀什河流域的水化学测试数据,采用Piper三线图、相关性分析、Gibbs模型等方法,分析喀什河流域的地表水水化学特征及其控制因素,并对其物质来源进行探讨.结果 表明,喀什河流域地表水呈弱碱性(7.77≤pH≤8.16),TDS介于184.8-588.12 mg.L-1之间,其浓度均值(243.48 mg.L-1)低于世界半干旱区地表水TDS的均值(370 mg·L-1),同时低于干旱区地表水TDS的均值(440 mg·L-1),但高于世界河流的均值(115 mg·L-1);阳离子以Ca2+为主,HCO3-为其主要阴离子,两者分别占其相应离子总量的82.8％和82.6％;研究区主要离子浓度总体随海拔升高而降低,主要原因是高海拔流域冰雪融水占比高;水化学类型以HCO3-Ca·Mg和HCO3-Ca型为主;地表水主要离子受岩石风化作用和阳离子交换作用的影响,主要离子来源于碳酸盐岩和硅酸盐岩的风化溶解,HCO3-、Mg2+、Ca2+与SO42-主要来自白云岩等碳酸岩盐的风化溶解,Na+与K+主要来自长石类硅酸盐岩的风化溶解,人类活动对离子组分的影响较弱.     

银川地区地下水水化学特征演化规律及水质评价

研究地下水的水化学特征演化规律及水质评价,对地下水水资源保护和可持续开发利用具有重要意义.本文根据银川地区1991—2016年地下水水质监测资料,运用经典统计学、Piper三线图解法、Gibbs图解法、离子比值法对研究区地下水水化学特征及演化规律进行分析,并利用模糊综合评价法对研究区62个水样点进行水质评价.结果表明,26年来研究区地下水化学组分未发生明显变化,为偏碱性硬水.多年地下水中各离子含量排序一致,阳离子含量排序为:Na~+Mg~(2+)Ca~(2+)K~+,阴离子含量排序为HCO~-_3 Cl~-SO■.当前银川地区地下水水质基本满足生活饮用水的标准,山前冲洪积平原地区水质良好,丰登镇及北部地区水质最差,部分井孔的TDS大于2000 mg·L~(-1).地下水水质在1996年最差,自2006年以来得到明显改善.研究区地下水化学组分及水质受到水文地质条件、蒸发浓缩作用、岩石风化作用、补给水成分及人类活动的综合影响.     

济源盆地地表水和地下水的水化学及氢、氧同位素特征

运用氢氧同位素和水化学成分作为水循环过程的示踪剂,研究济源盆地地表水和地下水之间的转化关系.通过现场调查,系统地采集了该区浅层、中深层地下水和河水样品,并在实验室进行了水化学成分(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4、HCO-3)和氢氧稳定同位素组分(D、18O)测定.基于水化学和同位素测定结果,揭示盆地地表水和地下水循环特征.水化学分析结果显示,济源盆地水体的水化学类型主要为HCO3-SO4-Ca-Mg,属于低矿化度水,浅层地下水和河水联系紧密,不同水体水化学成分主要受到岩石风化作用的影响.氢氧稳定同位素研究表明,大气降水是盆地不同水体的主要补给源,地下水在接受降水的补给后经过了不同程度的蒸发作用,中深层地下水受蒸发影响较小,浅层地下水和河水受蒸发影响较大.浅层地下水和河水的主要补给方式是地表大气降水的垂直渗入补给,中深层地下水接受北部太行山区的径流补给,补给高程为620—1185 m.     

太湖北部流域水化学特征及其控制因素

为了解太湖北部流域主要河网区水质受该流域地质状况、岩石和土壤的化学风化作用以及人类活动的影响等方面,对太湖北部流域河网区主要河道水体中的主要离子进行了采样研究。结果表明：太湖北部流域水体中的TDS平均值为355．74mg·L-1,变化范围为276．08--681．54mg·L-1,其中ca2＋和HCO3-是占绝对优势的离子,分别占阳离子和阴离子总量的46．2％和48．9％;其次是Na＋和SO42-,分别占阳离子和阴离子总量的35．9％和27．5％。进而判断出该流域水化学类型是以碳酸盐岩石和蒸发岩来源为主的HCO3-Ca2＋-Na＋型。再从离子的自然起源和人类活动角度分别对水化学类型的控制因素进行分析,一方面利用吉布斯分布模式投点作图得出结论：其离子自然起源的优势机制是岩石的风化作用,而蒸发一结晶和大气降水的输入作用十分微弱,这与该流域的水文、地理、地质背景相一致;另一方面通过SPSS软件的相关关系分析得出结论：NO3-、SO42-、心、ca2＋和Mg2＋的相关性较强,与cl‘也呈正相关,说明水体中这些主要离子都具有共同的来源,其中NO3-的较高含量（平均值为14．74mg·L-1）反映了该流域受人类影响较大。尤其是NO3-与sO42-的相关性达到0．83,再次说明氮污染对该流域水体的酸化和水质变化有较大影响。     

太湖北部流域水化学特征及其控制因素

为了解太湖北部流域主要河网区水质受该流域地质状况、岩石和土壤的化学风化作用以及人类活动的影响等方面,对太湖北部流域河网区主要河道水体中的主要离子进行了采样研究。结果表明:太湖北部流域水体中的TDS平均值为355.74mg·L-1,变化范围为276.08～681.54mg·L-1,其中Ca2+和HCO3-是占绝对优势的离子,分别占阳离子和阴离子总量的46.2%和48.9%;其次是Na+和SO42-,分别占阳离子和阴离子总量的35.9%和27.5%。进而判断出该流域水化学类型是以碳酸盐岩石和蒸发岩来源为主的HCO3--Ca2+-Na+型。再从离子的自然起源和人类活动角度分别对水化学类型的控制因素进行分析,一方面利用吉布斯分布模式投点作图得出结论:其离子自然起源的优势机制是岩石的风化作用,而蒸发-结晶和大气降水的输入作用十分微弱,这与该流域的水文、地理、地质背景相一致;另一方面通过SPSS软件的相关关系分析得出结论:NO3-、SO42-、K+、Ca2+和Mg2+的相关性较强,与Cl-也呈正相关,说明水体中这些主要离子都具有共同的来源,其中NO3-的较高含量(平均值为14.74mg·L-1)反映了该流域受人类影响较大。尤其是NO3-与SO42-的相关性达到0.83,再次说明氮污染对该流域水体的酸化和水质变化有较大影响。