城镇化进程中新疆塔城盆地浅层地下水化学演变特征及成因

随着经济的发展,新疆塔城盆地地下水开采量持续增大,然而研究区水文地质研究基础薄弱,盆地地下水化学演化趋势及其成因不明,这使得未来的地下水开发利用存在较大风险.本文在对盆地内地下水进行系统采样分析的基础上,基于5种水化学图对地下水化学组分进行异常识别,并对比历史水化学数据,对盆地地下水化学演变进行了深入分析.结果表明:研究区地下水阳离子以Ca~(2+)和Na~+为主,阴离子以HCO~-_3和SO_4~(2-)为主,盆地广泛分布溶解性总固体小于1.0 g·L~(-1)的淡水.从山前淋溶迁移带到地下水径流缓慢的平原区,地下水化学类型由HCO_3-Ca和HCO_3·SO_4-Ca·Mg型过渡到SO_4·HCO_3-Na·Ca型.对比1979年水化学数据,城镇化进程中,由于地下水的过量开采,水位埋深下降,原来的部分排泄区变为径流区,水循环交替加快,致使研究区HCO_3型和SO_4·HCO_3型水分布面明显增加,以硫酸根和氯离子为主的高TDS水化学类型分布面积明显减少.然而在城镇周边人口密集区地下水中水氯离子和硝酸根离子明显升高,地下水TDS和总硬度呈上升趋势,地下水盐化和硬化明显.研究区地下水化学演变主要受潜水流经的含水层介质及地下水流场变化影响,另外排污沟渠污水下渗是影响地下水水质的另一个主要因素.     

超采背景下地下水化学特征演变及机制分析——以新疆昌吉州东部奇台县为例

地下水超采不仅引发生态与地质环境问题,而且对水质产生影响.探究超采背景下地下水化学演变特征,对区域地下水资源开发利用与保护具有重要意义.本文基于2001―2020年16眼原位井长系列监测数据及2020年30组地下水水质数据,采用Piper三线图、Spearman秩相关系数法、Gibbs图、离子比值法等方法对奇台县近20年地下水化学变化特征进行了分析.结果表明：(1)超采背景下,近20年奇台县平原区矿化度(TDS)呈下降趋势,水质趋于淡化.地下水化学类型主要由SO₄·HCO₃-Ca·Mg型过渡到SO₄·HCO₃-Ca·Na和SO₄-Ca型.(2)2001年和2020年地下水水位与水化学特征空间变化规律具有一致性,地下水位降幅较大区域对应的Mg²⁺、Na⁺、Cl^-含量变幅也相对较大,地下水化学组分受地下水超采影响较大.(3)超采背景下,地下水埋深增大,蒸发浓缩作用减弱甚至消失.地下水化学组分受岩石风化溶滤作用和矿物的...     

湖北省平原岗区地下水环境背景值初步研究

地下水背景值是衡量地下水是否遭受污染的重要依据,确定区域内地下水背景值是评价该地区地下水可持续发展的重要标尺。依据湖北省平原岗区(江汉平原、南襄盆地、汉江夹道)地形地貌、水文地质条件,划分了6个水环境单元,并选取低洼平原孔隙承压水环境单元(I₁)、冲湖积平原孔隙承压水环境单元(I₂)、岗地平原裂隙水环境单元(I₃)3个水环境单元作为研究对象,运用数理统计方法确定其地下水环境背景值。结果表明:(1)区内地下水中较为丰富的阴阳离子为HCO₃^-、Ca²⁺和Mg²⁺,其水化学类型主要为HCO₃-Ca(Mg)型水;(2)整体来看,低洼平原孔隙承压水环境单元(I₁)地下水组分环境背景值最高,冲湖积平原孔隙承压水环境单元(I₂)次之,岗地平原裂隙水环境单元(I₃)最低,地下水各组分环境背景值具有明显的空间差异性;(3)地下水中TDS、SO₄...     

绿色合成纳米零价铁镍去除地下水中硝酸盐的动力学研究

对格尔木市乌图美仁地区两条相邻流域采集水样分析并对水化学剖面进行对比,研究了地表水及地下水转化过程的水化学变化规律。根据测试结果绘制Piper三线图,采用舒卡列夫分类法确定冲洪积平原存在5种水化学类型,总体上:阳离子以钠钾型为主;阴离子主要为SO_4~(2-)和Cl~-;水化学类型总体表现为硫酸氯钠型。通过对Gibbs图分析得出:岩石风化作用是水化学类型的主导影响因素,小灶火流域的人类活动影响了水化学组分的含量,并显著地增强了水体溶解性总固体自冲洪积平原上游至下游先减小后增大的变化趋势。同时,深化了乌图美仁地区典型流域水化学特征的变化规律,揭示了该地区人为因素对水化学特征的影响,为保护该地区地下水资源提供参考。     

乌图美仁地区典型流域水化学特征对比研究

对格尔木市乌图美仁地区两条相邻流域采集水样分析并对水化学剖面进行对比,研究了地表水及地下水转化过程的水化学变化规律。根据测试结果绘制Piper三线图,采用舒卡列夫分类法确定冲洪积平原存在5种水化学类型,总体上:阳离子以钠钾型为主;阴离子主要为SO_4~(2-)和Cl~-;水化学类型总体表现为硫酸氯钠型。通过对Gibbs图分析得出:岩石风化作用是水化学类型的主导影响因素,小灶火流域的人类活动影响了水化学组分的含量,并显著地增强了水体溶解性总固体自冲洪积平原上游至下游先减小后增大的变化趋势。同时,深化了乌图美仁地区典型流域水化学特征的变化规律,揭示了该地区人为因素对水化学特征的影响,为保护该地区地下水资源提供参考。     

南水北调典型受水区浅层地下水水化学特征及成因

以邯郸黑龙港平原作为典型受水区,运用描述性统计、Piper图、离子比例分析、饱和指数和氯碱指数等方法,开展浅层地下水水化学变化特征及其成因分析研究.结果表明:南水北调中线工程通水后浅层地下水总体上由咸水向微咸水转化,浅层地下水水质的改善与水位恢复存在密切的相关性;6月和12月浅层地下水主要水化学类型分别是Na-SO₄-Cl型和Na-HCO₃型.蒸发岩(岩盐、石膏和芒硝)和碳酸盐岩矿物(方解石和白云石)的溶解/沉淀作用控制着浅层地下水主要离子浓度的变化.大部分区域发生了正向阳离子交换作用,而地下水位降落漏斗区或钠离子浓度相对富集区域则主要发生了反向离子交换作用.工业和生活污水排放、农业化肥使用可能在一定程度上造成部分浅层地下水的污染.研究结果对南水北调中线受水区地下水资源可持续开发利用和环境保护具有重要意义.     

曹妃甸地区地下水水化学特征及影响因素的R型因子分析

通过对2008年12月份在曹妃甸地区采集测试的25组水化学资料进行分析,探讨了该区地下水的水化学特征,并利用R型因子分析法对影响该区地下水化学组分的4个主要因素进行了研究,结果表明:区内浅层地下水基本都为高矿化的Cl-Na型,深层地下水水化学类型具有一定的水平分带性;高矿化的地表水和潜水主要是蒸发浓缩作用和沿海土壤易溶盐含量高共同影响的结果,深层地下水水化学组分主要受含水介质中易溶盐分组成和补给水高碳酸含量的影响;地下水中NH4+、NO3-和NO2-的广泛检出反映了农业生产和人们生活排污等人类活动对地下水化学组分的影响。     

四川西北部漳腊盆地地下水化学特征研究

在大量的实测资科和参考资料的基础上,运用地球水化学分析、地质构造理论和同位素方法,探讨了该地区地下水化学组分的特征以及矿化度与各组分含量之间的相互关系,并对其水化学特征的形成机理进行了深入分析,认为该地区地下水有深部构造水和浅层地下水两种类型,这种组成特点与区内地质构造存在必然联系;地下水同位素等分析显示,该地区地下水的补给主要为现代大气降水及雪山融水,浅层水为就地补给,深部构造水为高山远距离运移补给;地下水化学组分的成因主要是溶滤作用和蒸发作用。     

四川西北部漳腊盆地地下水化学特征研究

在大量的实测资科和参考资料的基础上,运用地球水化学分析、地质构造理论和同位素方法,探讨了该地区地下水化学组分的特征以及矿化度与各组分含量之间的相互关系,并对其水化学特征的形成机理进行了深入分析,认为该地区地下水有深部构造水和浅层地下水两种类型,这种组成特点与区内地质构造存在必然联系;地下水同位素等分析显示,该地区地下水的补给主要为现代大气降水及雪山融水,浅层水为就地补给,深部构造水为高山远距离运移补给;地下水化学组分的成因主要是溶滤作用和蒸发作用.     

四川西北部漳腊盆地地下水化学特征研究

在大量的实测资科和参考资料的基础上,运用地球水化学分析、地质构造理论和同位素方法。探讨了该地区地下水化学组分的特征以及矿化度与各组分含量之间的相互关系,并时其水化学特征的形成机理进行了深入分析。认为该地区地下水有深部构造水和浅层地下水两种类型。这种组成特点与区内地质构造存在必然联系;地下水同位素等分析显示,该地区地下水的补给主要为现代大气降水及雪山融水．浅层水为就地补给．深部构造水为高山远距离运移补给;地下水化学组分的成因主要是溶滤作用和蒸发作用。     

河北沧州地区地下水中盐分的时空演化及其机理探讨

沧州地区多年来大量开采深浅层地下水,破坏了咸淡水层的界面,并导致咸水面下移,对下部含水层有较大的影响。本文以沧州地区地下水中的盐分为研究对象,在历史资料收集分析、野外水文地质调查、取样测试分析的基础上,对比分析了历史阶段和现阶段地下水TDS的空间分布规律,探讨了沧州深层和浅层地下水中TDS的空间分布特征、演化特点及成因。结果表明:从1980年到现在30余年,沧州地区深、浅层地下水的TDS均呈升高趋势,浅层水TDS高的区域从滨海向区域中部延伸,深层水TDS仍为滨海中部西部;补给量减少是浅层地下水TDS增大的主要原因,深层地下水开采是深层地下水TDS增大的主要原因。可通过有效解决深层地下水超采问题,同时,对TDS高的微咸水和咸水进行综合开发利用等措施来改变沧州区域地下水TDS升高趋势。     

柳江盆地浅层地下水硝酸型水特征和成因分析

近年来地下水硝酸盐污染状况越来越严重,人类活动对地下水的影响加剧,不仅造成污染,甚至改变了地下水的水化学类型,出现了硝酸型地下水.本研究以柳江盆地为例,分析了该地区浅层地下水中硝酸型水的特征和影响控制因素,探讨了硝酸型水的研究意义.结果表明,柳江盆地浅层地下水中硝酸盐污染严重;在全区211组有效数据中,硝酸型水占比20.9%,主要分布在研究区东南部,北部山区分布较少且零散;根据硝酸型水的特征可将其划分为高TDS硝酸型水和低TDS硝酸型水,高TDS硝酸型水的TDS和总硬度浓度均较大,且浓度范围较广,低TDS硝酸型水的TDS和总硬度浓度值和浓度范围均较小;硝酸型水的形成主要受人类生活污水、农业施肥、化粪池和垃圾渗滤液下渗等影响,其中,高TDS硝酸型水的污染负荷通常高于低TDS硝酸型水;通过对硝酸型水的分析研究,能够尽早发现污染并不严重但已有污染趋势的区域,以便及时进行地下水的污染防治,避免水质进一步恶化.     

基于对应分析法的鄂尔多斯盆地东北部地下水污染分析

运用对应分析法,根据2014年野外调查资料,对鄂尔多斯盆地东北部不同含水层系统地下水污染现状进行分析,确定各子区主要污染物质,并探究其污染源与污染途径.结果显示:研究区西部内流区、无定河下游等地区,由于集中的农业生产,农药、化肥大量施用,导致污染物进入含水层,并随地下水流动,出现较严重的NO₃^-污染;西北部平原区及大理河、窟野河等河流中下游,Cl^-、Na⁺、TDS、SO₄^2-含量较高,除潜水蒸发浓缩作用外,上游含较多Cl^-的工业废水、生活污水及垃圾渗滤液入渗,随水流流动,造成Cl^-、TDS升高.高硬度水在区内广泛分布,生活污水、固体垃圾渗滤液中可降解的有机物入渗后使得地下水中的CO₂平衡压力升高,或工业酸性废水的酸性溶滤作用促进含Ca²⁺、Mg²⁺矿物的溶解,使地下水总硬度增大.     

黑龙江省松嫩平原地区地下水环境状况调查研究

黑龙江省松嫩平原地区地下水环境状况研究表明,该地区地下水开发利用引发的主要环境问题是地下水开采过量导致区域性地下水位下降,水质污染日益加重,威胁地下水资源可持续利用。地下饮用水源地水质状况表明,工矿企业排污、农业面源污染和垃圾填埋场对地下饮用水源均已造成影响。     

塔里木河下游地下水化学特征对输水响应的阶段性研究

通过对塔里木河下游英苏断面地下水化学特征在生态输水作用下变化的观测资料研究发现,地下水化学特征对间歇性输水的响应表现出阶段性的特点:在受输水影响的初期地下水中矿化度和主要离子含量呈现上升变化,随着输水的进行,矿化度和主要离子的含量逐步下降,最后又表现出上升态势.根据地下水盐变化特点可将地下水化学对输水的响应划分为3个阶段:初期阶段(盐分横向累积阶段)、中期阶段(淡化压盐阶段)和后期阶段(蒸发溶盐阶段);输水间歇地下水化学特征的变化与地下水化学对输水响应表现出的阶段性特征相一致的特点.在“盐随水来,盐随水去”规律作用下,地下水化学特征的阶段性变化受土壤盐分含量、与河道距离、输水水质、水量的影响,其中土壤盐分、输送水的水质与地下水位的抬升是主导因素,而距河道远近与水量的多寡则是导致与河道不同距离处阶段性变化时间差异的重要原因.从水盐运移规律的角度考虑,河道输水方式比面上输水方式更利于生态恢复.     

华北平原地下水重金属山前至滨海空间分布特征与规律

结合华北平原水文地质条件,从山前至滨海选取"保定-沧州"、"石家庄-衡水-德州"两个剖面,通过野外采集地下水样品,分别测定了Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Cd、As、Cr、Se等9种重金属元素含量及其他相关指标。结果表明,调查剖面地下水中出现Fe、Mn、Se、Cr超标现象,其中Fe超标严重。本文首次在区域尺度上对华北平原地下水重金属的空间分布进行了分析,分别阐述了两个剖面地下水重金属的横向与垂向分布特征。总体上,随着地下水埋藏深度的增加,重金属离子总量降低,尤其是对人体有害的重金属元素含量降低显著。通过回归分析对地下水中重金属空间变化规律进行了定量分析,其中Cd、As、Zn、Mn元素含量与空间变量呈现显著相关性。本研究结果可为华北平原地下水质量评价与防控提供一定的依据。     

地下水生态环境与社会经济协调发展定量分析

采用离差系数最小化方法建立地下水生态环境与社会经济协调发展定量评价模型。依据协调度的取值范围,将协调发展类型分为30种基本发展类型。在构建地下水生态环境与社会经济协调发展评价指标体系的基础上,文章以关中地区5个行政区为研究载体,分析地下水生态环境与社会经济发展之间的互动关系。评价结果表明:关中地区地下水生态环境与社会经济发展的协调度比较高,但处于生态环境与社会经济发展程度较低状态下的协调发展。其中,宝鸡属于良好协调发展环境滞后型,西安、咸阳、渭南属于中级协调发展经济滞后型,铜川属于初级协调发展经济滞后型。文章对评价结果进行综合诊断,提出促进地下水生态环境与社会经济之间协调发展的对策建议。     

快速城镇化三角洲地区高碘地下水赋存特征及驱动因素:以珠江三角洲为例

沿海城镇化地区地下水中碘来源复杂,高碘地下水对生活饮用水安全存在潜在威胁.以城镇化快速发展的珠江三角洲为研究区,运用数理统计和主成分分析等方法探讨了珠江三角洲不同含水层和不同城镇化水平地区浅层地下水中碘的赋存特征及驱动因素.结果表明,研究区浅层地下水ρ(I-)介于未检出～2.34 mg·L-1,主要以I-的形式存在.研...     

水化学和环境同位素对济南东源饮用水源地地下水演化过程的指示

济南东源水源地属于岩溶裂隙水,是济南市的主要供水水源.以济南市东源水源地为研究区,通过对研究区地下水和地表水的主要离子含量、氢氧同位素比值分析,揭示了东源饮用水源地地下水的补给来源、地表水的影响及水岩作用过程.结果表明,区内地下水水化学类型相似,阳离子以Ca~(2+)为主,阴离子以HCO_3~-和SO_4~(2-)离子为主;大气降水是该地区地下水和河水的主要补给来源,且经历了不同程度的蒸发作用.地下水化学组分主要受水-岩作用的控制,方解石和石膏等贫镁矿物的溶解沉淀以及上覆第四系地层硅酸盐矿物的水解是区内地下水水化学组分的主要来源;部分地段河水污染渗漏补给地下水,造成地下水污染,主要超标指标为总硬度、NO_3~-、NH_4~+、SO_4~(2-)、Fe和Mn.     

Identification of key factors governing chemistry in groundwater near the water course recharged by reclaimed water at Miyun County, Northern China

Reclaimed water was successfully used to recover the dry Chaobai River in Northern China, but groundwater may be polluted. To ensure groundwater protection, it is therefore critical to identify the governing factors of groundwater chemistry. Samples of reclaimed water, river and groundwater were collected monthly at Chaobai River from January to September in 2010. Fifteen water parameters were analyzed. Two kinds of reclaimed water were different in type (Na-Ca-Mg-Cl-HCO3 or Na-Ca-Cl-HCO3 ) and concentration of nitrogen. The ionic concentration and type in river were similar to reclaimed water. Some shallow wells near the river bed had the same type (Na-Ca-Mg-Cl-HCO3 ) and high concentration as reclaimed water, but others were consistent with the deep wells (Ca-Mg-HCO3 ). Using cluster analysis, the 9 months were divided into two periods (dry and wet seasons), and all samples were grouped into several spatial clusters, indicating different controlling mechanisms. Principal component analysis and conventional ionic plots showed that calcium, magnesium and bicarbonate were controlled by water-rock interaction in all deep and some shallow wells. This included the dissolution of calcite and carbonate weathering. Sodium, potassium, chloride and sulfate in river and some shallow wells recharged by river were governed by evaporation crystallization and mixing of reclaimed water. But groundwater chemistry was not controlled by precipitation. During the infiltration of reclaimed water, cation exchange took place between (sodium, potassium) and (calcium, magnesium). Nitrification and denitrification both happened in most shallow groundwater, but only denitrification in deep groundwater.