长河流域矿区地表水水化学特征及驱动因子分析

为了研究晋城市长河流域采煤区地表水水质情况、查清其水化学特征,明晰其影响因素及主要离子来源.现场采集了地表水水样9组,采用数理统计方法分析水化学特征,运用Piper三线图分析水化学类型,通过Gibbs图和离子相关分析等方法探讨了地表水主要离子的来源及其影响因素.结果 表明,研究区地表水TDS为126-604 mg·L-...     

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...     

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.     

新疆阿拉尔市苦咸水水化学特征、分布及成因分析

准确查明苦咸水分布、水化学特征及成因对此类非常规水资源的开发利用及当地水安全保障能力的提高具有重要意义.通过对新疆阿拉尔市地下水进行采样分析,利用水化学图解、描述性统计分析、离子比值法、饱和指数法等方法分析苦咸水的水化学特征及形成机制.结果表明,研究区苦咸水水化学类型以HCO3·SO4·Cl-Na·Ca·Mg、SO4·...     

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.     

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.     

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.     

闭坑铅锌矿区地下水—矿坑水水化学特征及成因分析

矿山关闭后,水位迅速回弹升高,区域水动力场发生改变进而影响到水化学场的演变,并伴随着严重的区域水环境问题。为研究闭坑矿区水体水化学特征和成因,系统采集丰水期、枯水期背景点、地下水和矿井水样测定现场参数、δ¹⁸O和δD值、主量离子等,综合利用多元统计分析、同位素示踪和水化学计量分析等分析方法开展不同水体的水化学特征及成因分析。结果表明,(1)δ¹⁸O和δD组成说明研究区地下水和矿井水主要来源为大气降水,且受到了不同程度的蒸发影响;同一季节内背景点、地下水、矿井水同位素组成具有分区聚集性,丰水期同位素相对亏损,枯水期相对富集,表明不同水体水力联系密切;分层聚类分析和水化学同样揭示了不同含水层之间存在密切的水力联系。(2)研究区水化学具有较大差异。背景点、地下水、矿井水TDS取值范围分别为44.18—138.86、43.39—6 917.6、3 329.22—4 174.20 mg·L^-1,从淡水到咸水均有分布;p H取值范围分别为4.39—8.2、2.75—7.9、2.87—2.92,呈酸性、弱酸性、中性、弱碱性。水化学类型...     

天津地区地表水咸化的水化学证据

为了解天津滨海地区咸/海水入侵的水化学特征,对该区地表水的化学组成进行了全面研究.结果显示,由山前平原到滨海平原,水化学的组成呈明显的地带性分布.研究水体TDS的含量较高,咸化程度明显,由淡水逐渐向卤水演化;同时,水化学类型由HCO3-Ca型,以及其它混合类型逐渐向Cl-Na型演化.Gibbs图解分析表明,蒸发-浓缩作用是控制该区地表水化学组成的主要原因;而咸/海水入侵以及由其导致的阳离子交换反应、碳酸钙的沉淀/溶解等对其也有重要的影响.     

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^...     

滇东高原牛栏江流域岩溶区地下水化学特征及成因分析

以滇东高原牛栏江流域岩溶区为例,利用水化学数据,探讨区内地下水化学特征及其成因.对研究区24组水样的水化学特征进行分析,结果表明,研究区水化学类型主要是以HCO3-Ca·Mg型和HCO3-Mg·Ca为主,HCO3-和Ca2+是区内主要阴阳离子,反映了水化学特征主要受碳酸盐岩溶解影响.δD与δ18O的关系显示,研究区内地下水主要受大气降水补给.地下水化学演化过程受地层岩性影响显著,岩石风化使东、西两区的地下水水化学特征有较大差异.Mg2+、Ca2+、HCO3-、SO42-和Cl-主要受岩石风化、大气降雨等自然条件控制,受到人类活动影响较小,Na++K+则是主要受农业活动等人类活动的影响.本研究对牛栏江-滇池补水工程区的水化学特征、水质保护和滇池生态恢复具有重要意义.     

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.     

伊敏矿区地下水水化学特征及其形成作用分析

煤矿区地下水水化学特征及其形成作用对矿井突水水源识别及水害防治具有重要的意义.本文采集伊敏矿区水样21组,综合利用Piper三线图、同位素、Schoeller图、Gibbs图及离子比例关系分析了地下水化学特征及其控制因素.结果 表明,矿区不同类型水样主要阳离子为Na+,阴离子主要为HCO3-,平均pH值为7.92,TD...     

泰莱盆地孔隙水水化学特征及其控制因素分析

为了解泰莱盆地孔隙水水化学特征及控制因素,运用数理统计、相关性分析、Piper图、Gibbs图等方法,分析了研究区孔隙水的主要离子及水化学特征,并探讨了其控制因素.结果表明,泰莱盆地孔隙水中主要阳离子为Ca~(2+)、Na~+,占阳离子总量的86%以上,而阴离子则以HCO~-_3、NO~-_3、SO■为主,占阴离子总量的85%以上;水化学类型较为复杂,以HCO_3·SO_4(SO_4·HCO_3)-Ca·Mg(Ca)为主;pH均值为7.42,其pH变异系数较小,整体呈现弱碱性;研究区TDS均值为866.09 mg·L~(-1),其北部及南部靠近基岩区的TDS值整体较小,呈现出南、北两侧值低,越向泰莱盆地中部越高的现状.Gibbs图及离子端元图结果表明,水化学组分主要受水-岩作用控制,以硅酸盐岩风化溶解为主且存在碳酸盐岩风化溶解,分析与研究区南、北部基岩裂隙水和岩溶水的补给有关.     

呼伦湖流域地表水与地下水离子组成特征及来源分析

通过对2017年4月连续采集的呼伦湖湖水、入湖河水、周边地下水与同年降水的主要离子进行水化学分析,结合呼伦湖流域水文地质资料,综合运用统计分析、相关性分析、Piper三角图、Gibbs图及离子比等方法分析了呼伦湖流域地表水与地下水主要离子组成特征及来源。结果表明,呼伦湖流域地表水与地下水水化学组成中优势阴离子为HCO_3~-与Cl~-,优势阳离子组成特征不同。其中,湖水与地下水主要由Na~+与Mg~(2+)组成;河水主要由Na~+、Ca~(2+)组成。湖水与河水TDS值变化范围分别为695~852 mg·L~(-1)与42~193mg·L~(-1),变化范围小,地下水TDS值变化范围为248~4610mg·L~(-1),分布差异明显。流域水体主要受碳酸盐与蒸发岩风化溶解共同作用控制,地下水TDS值变化主要受流域地质条件产生控制下的蒸发作用影响,蒸发作用强度为:呼伦湖湖水东岸地下水南岸地下水西岸地下水河水。呼伦湖流域水体中的离子的主要来源及其变化特征不受大气降水的控制,呼伦湖流域水体中NO_3~-与SO_4~(2-)的来源方式不同,研究区周围硝矿场的污染是导致部分地下水NO_3~-含量超标的主要因素,牧民存储草垛与牛粪堆的不合理方式也是造成地下水中NO_3~-污染因素之一。     

池武溪流域岩溶水SO_4~(2-)的空间变化特征及其来源分析

SO_4~(2-)作为岩溶地区水化学环境变化的重要指标之一,对研究流域水文地球化学过程的演化以及水资源的保护具有重要的意义.为探究白云岩地区池武溪流域SO_4~(2-)的分布特征及主要来源,通过运用Piper图、Gibbs图、主成分和灰色关联度方法,对该区域内地下水和地表水共44个水样的水化学相关阴阳离子(Sr~(2+)、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Fe~(2+)、SO_4~(2-)和HCO_3~-等离子)进行系统性分析,结果表明,池武溪流域水化学类型主要分为两类:HCO_3-Ca型、HCO_3-Ca·Mg型,部分地下水水点是以SO_4-Ca型和SO_4-Ca·Mg型为主.在空间分布方面,地表水SO_4~(2-)浓度空间变化较平缓,SO_4~(2-)含量较高的区域主要集中在洞穴密集分布的水样点及其邻近区域,在河流交汇处SO_4~(2-)含量少,最低处仅有9.727 mg·L~(-1),地下水呈现以石膏晶洞、皮硝洞为中心,向两级逐渐递减的规律,最高值出现在石膏晶洞、皮硝洞附近,高达634.579 mg·L~(-1).Gibbs图表明,流域内岩溶水中的离子主要来源于岩石风化作用.主成分分析(PCA)结果说明,地表水与地下水存在明显的水力联系且流域内的离子来源于碳酸盐岩与硫酸盐岩的风化作用.灰色关联度排序结果表明,在天青石中SrSO_4的溶解和还原过程为主要作用,FeS_2、CaMg(CO_3)_2与石膏的综合作用,对流域内岩溶水的SO_4~(2-)有着重要的贡献,在地表水中的贡献率分别为0.772、0.701、0.681和0.663;地下水中分别为0.893、0.791、0.799和0.772.     

北京北部水源地水化学特征及硫同位素变化

分析了北京市北部水源地所在流域丰水期和枯水期的水化学特征和硫同位素变化.结果表明,研究区地表水pH值呈弱碱性,水化学组成以HCO3-和Ca2+为主,Mg2+和SO24-次之.通过对主离子组成的分析,发现研究区水化学特征的主要控制因素是岩石风化,其中绝大部分是受碳酸盐岩的影响.研究区内δ34S值在4.9‰—10.7‰之间,平均值为7.9‰,其中密云水库库区及潮河、白河δ34S平均值分别为8.7‰、6.0‰、8.2‰.研究区内SO24-离子浓度与δ34S值在一定程度上呈负相关,SO24-离子浓度十分集中,降水中的SO24-离子浓度很低,而δ34S值较高.根据质量守恒原理计算出硫元素来源于硫酸盐岩的溶解比例为30.72%—42.47%;来源于硫化物氧化的比例为21.74%—33.49%;来源于大气输入的比例为35.77%.     

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.     

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.     

东平湖底泥重金属污染及其对摇蚊分布的影响

东平湖是南水北调东线的重要调蓄湖,其水环境状况对输水安全具有重要意义.为分析与评价东平湖底泥重金属污染状况及其与摇蚊分布关系,采集30个东平湖底泥样品,分别测试和鉴定其中的元素含量和摇蚊亚化石种属.运用地积累指数和生态危害指数法对东平湖底泥重金属污染进行分析评价,发现Cu、Pb、Zn、Ni是主要污染物,但污染程度相对较低,整体为轻度—中度污染水平,潜在生态危害性为轻微水平,且其污染及危害性均呈现出由湖区东南向西北逐渐降低的空间分布特征.其中,Cu污染最为严重,部分地区达到强污染水平.东平湖底泥共鉴定出41个摇蚊属种,主要优势种由Stempellinella-Zavrelia(30.88%)、Propsilocerus akamusi-type(26.79%)、Paratanytarsus(10.34%)、Cricotopus sylvestris-type(7.52%)和Hydrobaenus conformis-type(5.19%)组成.Stempellinella-Zavrelia和Propsilocerus akamusi-type是东平湖的绝对优势种,合占全湖的57.67%,且几乎呈全湖性分布.摇蚊RDA分析显示第一轴特征值为0.073,摇蚊种属与环境的相关关系达到了58.4%.RDA结果表明影响摇蚊组成分布的显著因子是Mn,并解释了7.3%的摇蚊变率.摇蚊属种Stempellinella-Zavrelia、Propsilocerus akamusi-type、Paratanytarsus、Hydrobaenus conformis-type等分布在Mn污染较小的区域.Pearson相关分析进一步表明东平湖底泥不同摇蚊种属对重金属Mn污染的响应存在显著差异.总体来看,底泥重金属对东平湖摇蚊组成和分布有显著影响,但不同金属对其影响存在差异.