基于同位素与水化学分析法的地下水补径排研究——以苏锡常地区浅层地下水为例

在分析研究区浅层地下水空间分布特征的基础上,采用同位素与化学分析相结合的方法研究苏锡常浅层地下水的补径排条件.利用氢氧同位素的分析结果,建立潜水与微承压水的δD-δ18O%关系曲线,分析潜水含水层与河流、湖泊等地表水体关系;利用放射性同位素氚与14C研究微承水与现代水的补给关系;利用常规的水化学分析方法研究浅层地下水补...     

莱州湾南岸平原地下水水化学环境研究

根据１２９个水文地质钻孔及其地下水水样的水质分析结果和１２００眼井的地下水矿化度野外实测资料，研究了莱州湾南岸平原的地下水水化学环境，尤其是咸水入侵区的浅层地下水水化学环境特征。     

琼东北滨海浅层地下水水质变化特征分析

利用海南东北部滨海地区浅层地下水的短期逐时(相邻大、小潮期共52 h)水质检测数据和长期逐时(1 a)电导率监测数据,分析研究了该区滨海浅层地下水的短期和长期水质变化特征,研究结果表明:1研究区浅层地下水中阴、阳离子的变化主要表现为Na+和Cl-的变化,两者具有准同步的变化特征,是导致TDS变化的主要原因。CO2-3在地下水中的含量极低或是根本不存在。地下水中阳离子之间均具有正相关性,但不同调查位置相关性强弱和受潮期的影响程度不同;阴离子之间的相关性随潮期的不同往往存在正、负相关性的转化。2该区浅层地下水对土壤的碱化危害程度由北向东逐渐增大,由中等偏低危害逐步增大为中等偏高危害。海水入侵强度则表现为中等-重度海水入侵,且大潮期尤为严重。矿化度的分析结果表明,研究区浅层地下水介于微咸水和咸水之间。3研究时段内,研究区地下水的电导率与矿化度、电导率与Na++Cl-之间均存在唯一的线性对应关系,且不受潮期的影响,意味着通过监测地下水电导率的长期变化间接实现水体矿化度及Na+和Cl-的长期监测是可行的,对于长期实时水质监测及海水入侵地下水监测具有十分重要的意义。4研究区浅层地下水电导率的长周期变化规律和日周变化的概率分布特征随位置不同差异明显。5就长期变化而言,该区浅层地下水矿化度的变幅差异要远小于Na++Cl-的变幅差异,南渡江河口区的淡水大量外泄冲咸作用和偶尔的咸水入侵很可能是导致研究区北部浅层地下水中Na++Cl-剧烈变化的直接原因。     

利用GIS与数理统计分析晋江市浅层地下水化学特征及成因

测试晋江市浅层地下水的pH值、矿化度、总硬度、总碱度、电导率等相关指标,利用GIS结合数理统计的描述性统计、相关性分析、因子分析等工具分析该区浅层地下水化学特征及成因.分析结果表明:该区浅层地下水中矿化度、总硬度、总碱度、电导率、Na++K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-的变异系数较大,导致局部地段水质可能较差,其中矿化度、Na++K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-绝对含量较大,是随环境因素变化的敏感因子.区域水化学类型以Cl-·HCO3-—K++Na+·Ca2+型为主.水化学成因主要受各种岩盐矿物的溶滤、阳离子交替吸附作用以及过度开采地下水导致海水入侵影响,其中溶滤和阳离子交替吸附、海水入侵贡献率最大,其次受工农业生产、生活污水排放等人类活动的影响.     

胶州湾北岸不同水体水化学及氢氧同位素特征研究

为研究胶州湾北岸不同水体的水化学及氢氧同位素特征,通过样品测试及特征分析,揭示研究区地下水和地表水的水化学特征、补给来源和相互转化关系。研究结果表明：研究区基岩裂隙水水化学类型以Cl－Ca和Cl－Na.Ca型为主,TDS变化范围为582～1708 mg/l,整体以淡水为主,部分点位受海水入侵影响,呈微咸水特征;第四系孔隙水以Cl－Na和Cl.SO4－Na型为主,整体为咸水且化学组分较稳定;河水和胶州湾海水主要为Cl－Na型,河水水化学组分变化程度较大,受大气降水影响呈微咸水—咸水特征。水样点在Piper三线图上分为裂隙水分布区、孔隙水分布区和孔隙水与地表水混合区三个区域,说明研究区地表水和孔隙水具有密切水力联系,相互转化关系明显。祥茂河河水的主要来源为大气降水;洪江河、墨水河河水为大气降水与海水的混合水,且墨水河受海水混合影响程度大于洪江河;胶州湾海水为河水和标准海水的混合水。地下水主要接受大气降水的补给,不同水体受到不同程度的蒸发作用影响,孔隙水受蒸发作用影响较裂隙水强烈,且裂隙水和孔隙水存在密切的水力联系,孔隙水接受裂隙水的补给。     

龙口─莱州地区海水入侵的发展与水化学特征

从大量的野外观测资料出发，总结龙口─莱州地区滨海含水层海水入侵的发展、演化规律；分折该地区海水入侵的基本特征与其水化学特征．研究区海水入侵的主要原因是过量开采地下水。地质因素对入侵地点、途径和方式起着一定的控制作用。海水入侵的发展由孤立的点开始，最终成为连续的面状入侵，其发展和强抽水中心密切有关、有两种类型的界面。过渡带地下水化学成分不是淡水和海水的简单混合，阳离子交换在其中起了重要作用。     

龙口—莱州地区海水入侵的发展与水化学特征

从大量的野外观测资料出发，总结龙口－莱州地区滨海含水层海水入侵的发展、演化规律，分析该地区海水入侵的基本特征与其水化学特征。研究区海水入侵的主要原因是过量开采地下水。地质因素对入侵地点、途径和方式起着一定的控制作用。海水入侵的发展由孤立的点开始，最终成为连续的面状入侵，其发展和强抽水中心密切有关。有两种关型的界面。过渡带地下水化学成分不是淡水和海水的简单混合，阳离子交换在其中起了重要作用。     

西北某区地下水同位素特征分析

采用环境同位素和水化学等分析方法,通过分析研究西北某区地下水的环境同位素特征和化学特征,确定了该研究区内地下水的起源及其相对年龄,明确了地下水的相对补给区与排泄区。研究结果表明,区内地下水的化学类型主要为SO4.Cl-Na.Ca型,地下水赋存的环境属于弱碱性强氧化环境,最终来源主要为大气降水,大部分属于古老地下水,且地下水同位素δ值高程效应明显。地下水的补给和更新能力很差,呈现出研究区含水系统水循环交替速度很慢,更新周期很长的特征。     

烟台市海水入侵的现状和防治

海水入侵是近20年来在我国沿海城市出现并不断发展的一种海洋地质灾害。影响海水入侵因素有多种,其中过量开采地下水,使得地下水位持续下降最主要原因,奉文以烟台市为例,根据其历年地下水水质监测资料,基于海侵区20年来地下水中Cl^-含量的变化情况。以250mg／L作为入侵区和非入侵区的分界点,分析了海水入侵范围的发展变化与地下水动态之间的关联性特征。并提出了海水入侵的防治措施。     

苏北平原隐伏玄武岩地下水研究

针对苏北平原地表水污染严重,深层承压水成为主开采层,在大量抽取地下水之后,依然存在高水位地区的问题,对连云港、淮安、扬州、泰州和盐城等地的河水、地下水进行采样,测试分析了样品的氢氧同位素以及水化学特征。结果表明:苏北平原承压水氢氧同位素相对于地表水和浅层地下水贫化,并非来自当地降水下渗以及上部含水层越流补给,补给源具有明显的同位素贫化的特征;地下水接受现代降水补给,承压水中测到明显的来自核试验的氚;地下水水岩反应以硅酸盐反应为主,上新世以来东亚地区发生了多期火山喷发,第四纪地层下的隐伏玄武岩地区可能是深层地下水发生水岩反应并产生偏硅酸的主要含水层,而后这些富含偏硅酸的地下水通过断裂带运移到第四纪承压含水层中。     

西坝镇高产农田浅层地下水水化学特征、 成因及水质分析

本研究以西坝镇高产农田区浅层地下水为研究对象,通过采用现场调研、室内实验、水化学分析和统计分析相结合的综合研究方法,分析了浅层地下水的水化学特征、成因及水质。结果表明：地下水中Ca2+、HCO- 3占主要优势,水化学类型为Ca-HCO3和Ca-SO4;NO- 3离子超标严重,超标点位占总取样点的66.7%,空间分布变化幅度大并出现局部的高浓度现象;研究区Ca2+、Mg2+与溶解性固体(TDS)呈高度线性相关、Ca2+和Mg2+呈高度线性相关和Ca2+和Mg2+与Cl-呈显著线性相关,地下水化学过程主要以风化-溶滤作用为主,化学类型主要形成作用为大气降水以及碳酸盐和硫酸盐的溶解;通过水质分析表明研究区浅层地下水不适合作为居民饮用水源,灌溉用水盐度危害中等偏高,建议对污染水体做处理后利用。     

沂沭河下游平原地下水化学及氢氧稳定同位素特征

为研究沂沭河下游平原地下水化学及氢氧稳定同位素特征,采用数理统计、Piper三线图、δD-δ~(18)O关系图法进行分析。结果表明:北部丘岗区地下水以淡水为主,水化学类型沿地下水流向的变化为HCO_3·Cl-Ca·Na型→Cl·HCO_3-Na·Ca型→Cl·HCO_3-Na型,裂隙水和孔隙水均为大气降水补给,后者受蒸发较强;由于沉积环境不同,东部滨海平原区浅层水TDS明显高于深层水,浅层水水化学类型由陆向海的变化为HCO_3型水→HCO_3·Cl型水→Cl·HCO_3型水→Cl型水,深层水的水化学类型由陆向海的变化为HCO_3型水→HCO_3·Cl型水→Cl·HCO_3型水,浅层水与深层水水力联系较弱,浅层水主要接受大气降水补给,而深层水则为侧向径流补给。     

北京市潮白河冲洪积扇地下水流动和更新模式的水化学和同位素标记

用水化学和同位素示踪法揭示了北京潮白河冲洪积扇地下水的流动模式和更新演化规律.研究区地下水的水化学类型由上游的Ca-Mg-HCO3型逐渐过渡到下游的以Na-HCO3型主,表现出明显的时间累积效应.降水是研究区地下水的主要补给来源,在补给过程中受蒸发作用影响强烈.研究区地下水的流动和更新过程主要存在局部流和区域流两种模式,其中前者主要存在于山前平原区和浅层地下水(均为潜水)中,以垂向流动为主,地下水具有很强的更新能力;后者主要指整个研究区的深层(承压含水层)地下水流系统,该水流系统的主径流方向为密云→怀柔→顺义→通州,以侧向水平径流为主,局部垂向入渗作用明显,地下水参与现代水循环微弱,径流途径较长,地下水更新能力很弱.     

陇东黄土高原董志塬区地下水水化学特征与~(14)C年龄

研究陇东黄土高原董志塬区第四系地下水与马莲河沿岸地下水、地表水水化学离子分布、氢氧同位素特征与~(14)C年龄,了解董志塬区第四系地下水的水文地球演化规律与地下水补给来源.结果表明,董志塬第四系地下水总体矿化度较低,水质较好,主要由HCO_3-Ca型过渡到HCO_3-Ca-Na型水.水岩作用不强烈,受到阳离子交换反应和同离子效应影响,受蒸发浓缩作用的影响不大.董志塬地下水的δ~2H和δ~(18)O值在大气降水线下方且相对较贫,与现代大气降水多年加权平均特征值差异较大,说明地下水中存在有湿冷时期的古水补给成分,且来自现代大气降水补给的成分微乎其微.马莲河中下游地表水接受董志塬地下水泄流补给,马莲河源头处主要接受大气降水补给.~(14)C同位素的研究表明,董志塬深层地下水年龄在上千至上万年,结合氢氧同位素特征,认为董志塬区地下水中存在有晚更新世末期与全新世湿润时期的古降水成分.     

衢江流域地表水与地下水的转化关系

地表水和地下水之间的转换关系是流域水循环和水环境问题研究的关键.以水化学和氢氧同位素作为示踪剂可以在一定程度上反映流域内地表水和地下水之间的关系.以衢江流域为研究区,分析了流域内地表水、地下水的水化学和氢氧稳定同位素的空间分布规律和演化趋势,定性和定量地揭示了流域内地表水与地下水的转化关系,结果表明:①溶解性总固体(TDS)、pH指标显示研究区地表水与地下水水化学指标空间变化特征相似,两者转化频繁;流域上游主要是地下水补给地表水,中下游则主要是地表水补给地下水;②阴阳离子组分显示:研究区水化学类型主要是HCO3-Ca、HCO3·Cl-Ca类型水,流域内水的最终来源为大气降水;水中离子主要受岩石风化和降水因素影响;③δD-18δO关系显示氢氧同位素含量沿河水流向不断富集;依据氢氧同位素与大气降水线之间的关系,显示出研究区地下水和地表水均受大气降水补给;④地表水与地下水的定量关系显示:研究区上游主要是地下水补给地表水,地下水对地表水的平均贡献率为19.67％,日均补给量为2.73×106 m3/d;中下游主要是地表水补给地下水,地表水对地下水的平均贡献率为22.77％,日均补给量为3.49×106 m3/d.     

拉萨河流域中下游地区水化学及 地表水-地下水转化关系研究

为研究拉萨河流域中下游地区水化学及地表水地下水转化关系,利用水化学资料分析了不同水体水化学和稳定同位素特征,并探讨了地表水-地下水之间的转化关系。结果表明:拉萨河流域中下游地区不同水体中主要离子含量均较低,矿化度较低,呈弱碱性,水化学类型均以HCO_3·SO_4(SO_4·HCO_3)-Ca·Mg(Mg·Ca)型为主。不同水体的水化学组成主要受岩石风化作用控制,且以碳酸盐岩和硅酸盐岩的溶解风化为主。水化学及同位素分析表明:水样点可分为地表水、地下水以及混合区三个区域,说明研究区地表水和地下水水力联系密切,存在明显的转化关系;地表水、地下水、泉水的主要来源均为大气降水,不同水体均受到不同程度的蒸发作用影响;支流地表水主要受地下水补给,拉萨河中下游地表水和地下水存在地段性互补关系,拉萨河是区域地下水的主要排泄通道。     

博兴县南部地下水环境地质问题与对策

博兴县南部浅层地下水具有埋藏分布广泛、补排迳条件稳定、水化学特征复杂等特点。因不合理开发利用,出现了浅层地下水超采漏斗、咸水入侵、土壤盐碱化及地下水污染等水环境问题。本文分析了这些问题的发生原因及演化趋势,提出了防治保护建议。     

大连周水子地区海水入侵数值模型

针对大连市周水子地区滨海含水层的海水入侵状况,建立了一个非均质各向异性介质的三维变密度地下水数值模型.利用实际观测水位和浓度资料对模型进行校正和检验,以识别研究区含水层的水文地质参数.再利用校正和检验模型预测在考虑潮汐作用的条件下,研究区未来30年的海水入侵发展状况.预测结果表明,潮汐作用会加重研究区的海水入侵程度.本文模拟分析成果可为控制大连滨海地区海水入侵、实现地下水资源的合理配置提供理论依据.     

金翅岭金矿矿床涌水来源分析

针对矿床涌水来源是治理矿床涌水的关键问题,本文通过对山东招远金翅岭矿矿水和各可能补给来源的丰水期、枯水期水化学特征、同位素特征进行对比分析,发现矿水和浅部水有明显水力联系,并通过动态特征分析进一步证实,同时排除了构造裂隙水补给的可能,论证了该矿涌水的补给来源主要是地表水、浅层地下水通过构造裂隙和矿井连通,导致矿井水连续稳定突出,并建议进一步调查研究界河潜流水质及物探探测构造裂隙.     

大连市地下水资源优化管理模型

介绍了大连市海水入侵现状及产生背景;针对国内外沿海地区普遍存在的海水入侵问题,分析了实践中广泛采用的单位脉冲－水位降深响应矩阵在解决海水入侵问题中存在的不足,阐述了建立单位脉冲－海水入侵响应矩阵的必要性和可行性。以大连市地下水资源开发为实际背景,分别建立了沿海边界节点的单位脉冲－海水入侵响应矩阵和研究区内部节点的单位脉冲－水位降响应矩阵,并使二者与地下水水流模拟模型相结合,构造了地下水系统优化管理模型,根据大连市地下水资源的发现状提出了2个方案的优化管理,可指导大连市未来的地下水开发;该模型还可用于解决国内外沿海地区类似的海水入侵问题。