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.     

粤北星子河岩溶流域水化学特征的因子分析研究

星子河流域处于中国西南岩溶区的东南边缘,该流域岩溶水化学特征明显。利用因子分析方法对其水化学特征进行详细分析,结果表明该流域水化学组分以Ca2+和HCO-3占绝对优势;其次是Mg2+和SO2-4,其余的Na+、NH+4、K+、F-、Cl-、NO-3等组分含量很少。星子河流域水化学类型是典型的的重碳酸-钙(镁)型,碳酸盐岩、白云岩的风化和水岩相互作用为其水化学做出了主要贡献,自然因素是控制其水化学的主导因素;人类活动对该流域水化学也产生了一定影响,水质状况较好。     

青海黄鼠湾—何家庄河谷区地下水水化学特征

随着黄鼠湾-何家庄的工业园区发展,周边生态环境受到了影响。地下水作为生态重要组成部分,研究地下水水化学特征对该地区地下水保护和生态建设具有重要意义。因此,本文2019年在黄鼠湾-何家庄河谷区采集29组水样进行检测分析,运用经典统计学、Piper三线图、Gibbs图、主要离子浓度关系图等方法,对地下水特征及成因进行分析。结果表明：(1)优势阳离子为钙(Ca2+)、镁(Mg2+)、钠(Na+)。优势阴离子为碳酸氢(HCO3-)、硫酸根(SO42-)、氯(Cl-)。(2)研究区水化学类型分为三类。HCO3?Cl-Ca?Na?Mg类、HCO3-Mg?Na?Ca类均分布在研究区上游。HCO3?SO4-Mg?Na?Ca类分布于研究区中游与下游。(3)阳离子受蒸发浓缩、岩石风化与离子交换作用影响。阴离子受岩石风化作用影响。研究区Na+、K+、Cl-主要来源于岩盐与硅酸盐的溶解, Ca2+、Mg2+、HCO-3、SO2-4主要来源于碳酸盐、硅酸盐和蒸发岩的溶解。Ca2+、Na+受到阳离子交换作用影响。过高的K+、Na+、SO42-与人类工业活动有关。     

四川省绵竹市土门镇热矿水水质变化特征及成因模式浅析

绵竹市土门镇热矿水井口高程630m,井深1888m,抽水试验出水量达440m3/d,井口水温37.5℃,水化学类型为HCO3-Na型。本文分析了热矿水补、径、排条件,论述了热矿水成矿模式,并估算了热矿水水资源平衡量。在此基础上利用统计学方式分析了该热矿水主要化学元素的稳定性。     

海东市平安区张其寨地热田水化学特征及其成因分析

为了研究青海省海东市平安区张其寨地热田水化学特征及其成因,对祁家川流域地下热水采集样品进行测试,采用Piper三线图、兰格利厄—路德维金图解、14C测年、钠氯系数、加氯系数、脱硫系数等评价方法对地热田地下热水的水化学特征、补给源、年龄、水化学成因等进行了研究分析。结果表明:(1)张其寨地热田地下热水中阳离子以Na+为主,阴离子以Cl-为主,水化学类型为Cl-Na型。主要源于南部山区大气降水入渗补给,为深部循环的地下热水,年龄大于43. 5 ka。(2)地下热水钠氯系数[r(Na)/r(Cl)]为1. 003,加氯系数[r(Cl)/r(SO4+HCO3+CO3)]为15. 356,脱硫系数[r(SO4)/r(SO4+Cl)]为0. 043,主要受岩盐层的溶滤作用,具有埋藏深度大,封闭程度高,变质程度强烈等特点。可作为地热田可持续开发利用的水文地球化学依据。     

哈拉湖地区地下水水化学特征及分布规律研究

为了缓解海西州地区供水、缺水状况,采集研究区具有代表性的62组地下水,测定水样中的pH,Ca2+,Mg2+,K+,Na+,Cl-,SO2-4,HCO3-和矿化度指标,运用Piper三线图、数理统计等方法对实验数据进行研究。结果表明:pH变异系数较小,水质受到污染的可能性较小,周围湖泊融区中K+变异系数最大,属于强变异,说明K+为受地貌影响最大的敏感因子;水化学类型主要为HCO3-Ca,HCO3·Cl-Ca·Na,HCO3·SO4-Ca·Na和Cl-Na·Mg四种类型;水化学特征水平分布由基岩山区到盆地中心呈环状分带特征,海拔高度与矿化度垂直分布呈反比关系。通过对青海省哈拉湖地区地下水进行了水化学特征及分布规律的分析,可指导并帮助海西州政府开发新的地下水供水水源地。     

水文地质单元交界区潜水水化学特征及演化分析:以泰州市区为例

泰州市区位于长江北部三角洲平原水文地质亚区与里下河低洼湖荡平原水文地质亚区的交界带。为对比研究两亚区潜水层的水化学特征,通过电荷平衡、统计分析、Piper图、Gibbs图、离子比例、相关分析等方法,分析了水化学主要指标空间分布、水化学类型、相关联系、离子来源,探讨了水化学演化的成因及两亚区的差异来源。结果表明：区内潜水阳离子含量Ca2+>Na+>Mg2+>K+,阴离子含量HCO3->SO42->Cl-,北部多为微咸水,中南部以淡水为主,主要指标含量从北到南逐渐降低,水化学特征以硅酸盐风化类水岩作用为主,全新世海侵的遗留成分仅对北部潜水有少量影响,人类活动影响均以农业灌溉为主,阳离子交换作用以正向阳离子交换的方式发生。亚区间水化学成分和水化学类型差异明显,两亚区水化学特征差异的主要成因是全新世海退后迥异的沉积环境以及地貌的影响。     

滇东典型煤矿区地表水地下水化学特征及控制因素

以滇东典型煤矿区不同水体为研究对象,分析其水化学特征及控制因素,为水资源保护与利用提供理论依据。2020年8月采集水样42组,运用 Piper 三线图、Gibbs 图、因子分析以及离子比例系数法,分析了研究区不同水体水化学特征及其影响因素。 结果表明：研究区地表水pH均值为8.42,呈弱碱性,TDS变化范围为140~828 mg·L?1,阳离子以Ca2+、Na+为主,阴离子以HCO3?、SO42?为主,水化学类型从HCO3?Ca过渡为HCO3?Ca·Na、HCO3?Na和HCO3·SO4?Ca·Na型;地下水pH均值为7.55,呈中性,TDS变化范围为60~620 mg·L?1,阳离子以Ca2+、Mg2+为主,阴离子以HCO3?为主,水化学类型为HCO3?Ca和HCO3?Ca·Mg型;矿井水富集Na+和SO42?,水化学类型为HCO3?Na、SO4?Ca型。研究区水体水化学特征受岩石风化作用、阳离子交换作用和人类活动等因素的共同影响。水体中Ca2+、Mg2+和HCO3?主要来源于碳酸盐岩的溶解, HCO3?还受到硅酸盐岩溶解的影响;SO42?来源于石膏的溶解和煤系地层黄铁矿的氧化,而Na+则受采煤废水排放及阳离子交换作用的影响。总体上,地表水主要受矿业活动影响,基岩裂隙水主要受农业活动的影响,而岩溶地下水受人类活动影响有限。提取了研究区地下水3个主因子,累计贡献率达82.06%,分别代表碳酸盐岩溶解和矿业活动、硅酸盐岩溶解和阳离子交换作用以及农业活动的影响。     

潘二煤矿沿Ⅳ勘探线地下水化学成分空间分布特征研究

准确掌握煤矿地下水水化学成分,查明不同含水层地下水的水化学类型和离子空间分布特征,对矿井突水水源快速判别和水害有效防治具有重要意义。文章基于潘二矿的地下水水质资料并结合矿井水文地质条件,采用Piper三线图和直方图对其地下水水化学空间分布特征进行分析。结果表明,在垂向上灰岩含水中的K^＋＋Na^＋、HCO3^-浓度和煤系水中的Cl-浓度随深度增加先减后增,煤系含水层中的SO1^2《浓度随深度增加而增加;水化学类型由HCO3·C1-Na＋K渐变为C1Na＋K。根据水化学成分的变化规律,可以区分各层突水水源,为正确判别矿井突水水源提供可靠依据。     

云南老厂雨旺区块煤层气井产出水化学特征

基于云南老厂矿区雨旺区块煤层气地质条件和6 口煤层气先导试验井产出水样品的常规离子测试,分析了区内煤层气井产出水化学特征、离子变化规律及其与产能的关系.结果表明:研究区煤系含水层自老厂背斜核部接受大气降水补给,整体称单斜向东南径流,并受次级褶皱和断层影响;煤层气井产出水阳离子以Na++K+为主,Ca2+、Mg2+含量较低,阴离子以HCO3-和Cl-为主,矿化度介于1 465～5 625 mg/L,水型主要为Na-HCO3·Cl和Na-Cl·HCO3,与压裂液水型相似.溶滤作用在研究区内普遍存在,脱硫酸作用强度较大,阳离子交替吸附作用强度较小,脱碳酸作用较弱综合分析煤层气井产出水化学特征和研究区产能特征可知:当前煤层气井主要产出压裂液,煤层本身产水较低,导致压降漏斗扩展范围较小,降压效果较差,煤层气解吸量较少,产能较低.     

孝泉—丰谷构造带须家河组地层水成因分析

孝泉—丰谷构造带须家河组247个水样分析化验测试数据表明,须二、须四地层水垂向分异不明显,具盐水—卤水特点,水型为CaCl2。95.2%的地层水化学组分为Cl-、Na+、Ca2+,Cl-和Na+与TDS相关关系明显。除Mg2+、SO42-外,主要阴阳离子含量均大大超过海水,地层水为典型的深度变质作用的沉积水,其形成是经浓缩盐化、正向变质作用的结果。同沉积地层水研究表明,须二为海相砂泥岩互层沉积盐水,须四为海陆混合水。NaCl和CaCl2是地层水体的主要组成形式,地层水整体表现为Na+相对海水亏损,而Ca2+相对海水富集,方解石化作用明显,盐岩溶解和海水—盐岩蒸发作用较弱。斜长石、钠长石化是最主要的水-岩相互作用方式,Na+和Ca2+离子遵守2∶1交换原则。研究区脱硫酸作用不明显。     

岩溶水水化学特征的主成分分析和因子分析

【目的】为了解岩溶区地下水水化学特征以及地下水成分的来源。【方法】以广西果化镇地下水为研究对象,于2017年7月共采集地下水样品21件,运用Gw_chart软件制作水化学Piper三线图,结合R软件进行相关性分析、主成分分析法、因子分析法等对数据进行处理。【结果】研究区岩溶地下水水化学类型主要为重碳酸-钙型水,Ca2+和Mg2+为地下水中主要阳离子,HCO-3和SO2-4为地下水中主要阴离子。HCO-3与Ca2+,Na++K+与Cl-,SO2-4与Mg+2、Ca2+,相关性较强,它们经历了相似的化学反应过程。通过主成分分析法提取了3个主成分,共解释了91%的方差,可以很好地代表原始数据;通过因子分析提取出3个公共因子,共解释了86%的方差。【结论】自然因素水-岩作用为水化学元素特征与来源主导因素,人类活动也起到了重要作用。     

基于灰色关联度分析宝鸡市地下水水化学特征

目的研究宝鸡市地下水水化学指标间的内在关联度,揭示地下水水化学的基本特征。方法按照《地下水环境监测技术规范》采集地下水水样,室内测定各水化学指标,运用灰色关联度理论分析宝鸡市地下水水化学特征。结果 1)宝鸡市地下水总硬度与Ca2+的关联度优于Mg2+,引起本区地下水的总硬度变化的主要因素是Ca2+,属钙硬型地下水类;2)总碱度与HCO3-的关联度非常密切,相关系数达0.968(P<0.01);3)地下水矿化度与主要离子的关联度按HCO3-,Ca2+,K++Na+,Mg2+,SO24-,Cl-依次减小。结论宝鸡市地下水水化学指标间存在一定的关联度。     

江西井冈山曲潭地热水成因分析及水化学特征分析

江西省地热资源丰富,本文通过地表调查和水文地质钻探,对井冈山曲潭地区地热水的地热地质条件、成因机理及水化学特征进行了详细研究,并对地热水资源进行评价。结果显示,研究区内地热水水温随深度增加而升高,大气降水和地表水体为主要的补给来源,地热水的循环深度约1500米。地热水中阴阳离子主要包括Cl-、SO42-、HCO32-、Na+ 、Ca2+、K+,PH呈弱碱性,TDS均小于1 g/L,为淡水,总硬度分别为64.66 mg/L、54.25 mg/L,为软水,水质类型为HCO3-Ca·Na型。该地热水适用于医疗理疗,腐蚀性评价结果为非腐蚀性水。     

同位素及水化学方法研究黏性土孔隙水的运动特征

为讨论黏性土中孔隙水的运动特征,运用水化学及氯、氦、氩同位素方法,通过分析主要阴阳离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、Br-等)、同位素37Cl和18O、D及惰性气体(He、3He/4He和36Ar/40Ar)与深度的变化特征来探讨黏性土中孔隙水的起源、水化学特征和孔隙水运动特征。发现研究区内(0~100)m孔隙水中Na+,Cl-随深度增加而减小,但其变化速率逐渐变大,在78.8m处出现突变,最后平缓,表明孔隙水运移速率在垂向上先快后慢;而孔隙水中Cl-/Br-比值随深度呈明显的分带性:(16.2~37.7)m、(53.5~78.8)m两个深度段,Cl-/Br-比高达4 691.25或无穷大,体现出明显的淡水起源,(37.7~49.5)m时Cl-/Br-比为508.36~2 751.71,(88.4~97.1)m时Cl-/Br-比为277.50~288.25,孔隙水表现出海水起源的特征;在(16.2~68.2)m深度内,其δ37Cl(‰)变速速率也是逐渐加快,在(68.2~97.1)m内逐渐变慢,也表明孔隙水在该段的流速随着深度增加而加快,且Cl-沿着垂直方向上可能在不同程度富集35Cl;其3He/4He和36Ar/40Ar比值与大气中比值相似。     

苏里格地区下古生界马家沟组地层水化学特征与天然气聚集关系

通过对苏里格地区44口井66个下古生界奥陶系马家沟组地层水样品测试结果的统计与分析,发现马家沟组地层水以偏酸性为主,具有矿化度高、Cl-和Ca2+占优势、以CaCl2水型为主等特征,反映出下古生界马家沟组地层水处于比较还原的阻滞—停滞水文地质状态,封闭条件较好,有利于天然气的聚集与保存.对苏里格地区马家沟组地层流体水化学组成变化与天然气藏关系的系统研究表明,地层水总矿化度高值区(>150 g/L)、CaCl2型水分布区、rNa+/rCl-低值区(≤0.3)、rCI-/rMg2+高值区(>15)、rMg2+/rCa2+低值区(≤0.2)等均与天然气富集区有较好的对应关系.从地层流体水化学特征平面变化来看,以乌审旗为中心的中部是最大的天然气富集区,中北部的苏11井区也是天然气较有利区,推测南部的陕185井区也将是天然气藏的分布区.     

同位素及水化学方法研究粘性土孔隙水的运动特征

为讨论黏性土中孔隙水的运动特征,运用水化学及氯、氦、氩同位素方法,通过分析主要阴阳离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、Br-等)、同位素37Cl和18O、D及惰性气体(He、3 He/4 He和36 Ar/40Ar)与深度的变化特征来探讨黏性土中孔隙水的起源、水化学特征和孔隙水运动特征.发现研究区内(0 ～ 100)m孔隙水中Na+,Cl-随深度增加而减小,但其变化速率逐渐变大,在78.8m处出现突变,最后平缓,表明孔隙水运移速率在垂向上先快后慢;而孔隙水中Cl-/Br-比值随深度呈明显的分带性:(16.2～37.7)m、(53.5～78.8)m两个深度段,Cl-/Br-比高达4 691.25或无穷大,体现出明显的淡水起源,(37.7～49.5)m时Cl-/Br-比为508.36 ～2 751.71,(88.4～97.1)m时Cl-/Br-比为277.50 ～ 288.25,孔隙水表现出海水起源的特征;在(16.2～68.2)m深度内,其δ37Cl(‰)变速速率也是逐渐加快,在(68.2 ～97.1)m内逐渐变慢,也表明孔隙水在该段的流速随着深度增加而加快,且Cl-沿着垂直方向上可能在不同程度富集35Cl;其3He/4 He和36Ar/40Ar比值与大气中比值相似.     

水土化学作用对土体抗剪强度的影响

基于离子效应,以改良路基土体为目的,对土样、水样和粉煤灰的复合体进行室内水化学试验、土体物理力学常规试验和直剪试验,并从水化学的力学效应、水化学、指标线性回归和路基土的改良效果4个方面对土体抗剪强度的水土作用机制进行统计分析。研究结果表明:含水土体的Ca2+,HCO3-,K+和Na+等浓度对土体的原始黏结力和固有黏结力有明显的减弱效应,而NO3-和Cl-质量浓度对其影响较弱;内摩擦角随离子质量浓度的变化离散性很大;K+,Na+,Ca2+和HCO3-浓度以及总矿化度、硬度与黏结力有很好的线性相关性,然而,它们与内摩擦角的相关性较差;当粉煤灰掺入量为10%左右时,对路基土的改良有显著效应。     

四川盆地高石梯-磨溪构造震旦系-寒武系含气层系流体特征

下寒武统龙王庙组-上震旦统灯影组是川中高石梯-磨溪构造主要的含气层系。以地层水化学资料和实测地层压力为基础,分析灯影组-龙王庙组地层水化学特征和地层压力分布,研究地层流体特征与油气成藏的关系。结果显示:地层水离子中Cl-、K++Na+和Ca2+占绝对优势,以CaCl2型地层水为主,总矿化度高,变质程度深,封闭性好,还原性强,对油气聚集和保存十分有利。根据压力系数分布特征将龙王庙组-灯影组划分为龙王庙组异常高压带、灯四段-灯二段上部常压带和灯二段下部异常低压带。天然气高产区与地层水矿化度高值区以及超压分布区具有良好的对应关系,压力系数对天然气产量的影响尤为明显。     

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。