基于对应分析法伊犁河谷西部平原区地下水化学特征

在收集2013年、2014年、2016年三年共计251组浅层地下水水质资料的基础上,运用对应分析方法分析了伊犁河谷西部平原区伊犁河南北两岸地下水常规水化学特征,同时辅助以传统的Piper三线图和数理统计的相关研究方法。结果显示,对于研究区来说对应分析法与传统的Piper三线图方法在研究结果上总体保持一致:伊犁河谷西部平原区浅层地下水水质指标中阳离子主要为钙镁离子,阴离子主要为碳酸氢根离子和碳酸根离子;其中水质指标中的SO_4~(2-)和Ca~(2+)相关性较高,二者同源;其演化规律呈现出Cl~-、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量缓慢增加,同时HCO_3~-含量逐渐降低的特点。分析结果符合当地实际情况,对应分析法与传统的水化学研究方法相结合在水质分析中具有良好的应用前景。     

福建煤矿突水水源水化学特征的实验研究

为了快速准确识别煤矿突水来源,以福建省煤矿为研究对象,采集典型煤矿突水水源水样,进行水化学特征实验研究,检测了7大离子含量和pH值指标,利用Piper三线图法分析了各水源的水质类型特征,对比分析了各种突水水源之间总离子浓度的差别,利用箱形图法分析了各个离子在不同水源中的分布特征,实验结论可作为突水水源快速判别的依据。     

煤矿采空区积水水源的识别研究

为了能够准确判别采空区积水水源,以陕西黄陵二号煤矿为例,在各含水层水质分析的基础上,运用模糊综合评判法和水化学特征分析法准确判别出采空区积水的水源。研究认为,在每个含水层采集了3个水样,共计18个,并对各含水层水样的K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)、HCO~-_3、CO_3~(2-)、Fe~(3+)、Fe~(2+)各种阴阳离子进行了水质分析化验,在此基础上,选取各水样阴阳例子浓度指标作为分类因素进行模糊综合评判,依据最大隶属度原则来确定积水水源,其结果为采空区积水来自侏罗系延安组含水层。对各含水层水样进行水化学特征分析,并绘制水化学背景Piper三线图和水源判别Piper三线图,发现采空区积水水源以侏罗系直罗组和延安组含水层为主。再者,顶板导水裂隙带是采空区充水的主要途径,导水裂隙带绝大部分在延安组发育,少数区段发育至直罗组底部。立足模糊综合评判法和水化学特征分析法,结合导水裂隙带发育高度,得出采空区积水主要水源是侏罗系延安组含水层,次要水源是侏罗系直罗组含水层底部。     

皖北地区集中式深层地下水饮用水源地水化学特征及水质评价

通过对皖北地区31个集中式地下水饮用水源地深层地下水样品的采集和测试,运用描述性统计法和Piper三线图对地下水化学特征和分布进行了研究,分析了常规离子和微量元素之间的关系,并运用单因子质量评价和综合评价法开展了水质评价.研究结果表明:皖北地区集中式地下水饮用水源地深层地下水阴离子主要为HCO3-,阳离子主要为Ca2+和Na+,水化学类型主要以HCO3-Ca和HCO3-Na型为主;地下水环境质量单因子评价结果显示,影响本区地下水环境质量的指标为TDS(总溶解性固体),NO3-,F-,NO2-,NH4+.综合评价结果显示,皖北地区集中式地下水饮用水源地深层地下水水质全部为Ⅱ类水和Ⅲ类水.     

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。     

矿井充水水源判别系统的Web网站设计与实现

以实现在线快速、高效地查明矿井充水水源类型为目的,基于网络的共享、云存储和云传输功能,以数理统计知识为理论基础,以Microsoft.NET Framework Version及ASP.NET Version作为开发环境,应用Mysql数据库及C#开发语言,建立了不同矿井不同含水层的水源样品数据库,设计、开发了矿井水源判别系统Web网站。结果表明:该网站实现了多用户登录达到共享的功能,离子含量分布柱状图、Piper三线图、Zaporozec水质图、不同数据的库尔洛夫式汇总表的绘制,以及以判别分析、聚类分析、灰色关联度分析对样品水源快速判别和煤矿水化学资料的云存储等功能。解决了传统仅限于计算机单机操作,无法完成数据的云存储和云传输的功能。     

基于数值模拟的负荷削减–水体水质响应的非线性强度指标

基于现有研究中典型的水质响应非线性行为,定义基于交叉样本熵、傅里叶变化、乱序计数和调整R2的4种负荷削减–水质响应非线性强度指标。在典型水质响应样本的基础上进行指标的计算和比选,为基于数值模拟的水质管理提供可参考的非线性强度衡量指标和非线性判断依据。研究结果表明,4种水质响应非线性强度指标虽然有一定的重叠,但不可以互相替代,它们分别指示季节差异、峰值变化、短期水质恶化以及水质均值变化等不同类型的非线性行为。结合计算结果,给出使用4种非线性指标判断非线性行为的方法,并讨论非线性定义的局限性以及所提指标的应用前景。研究结果有助于进一步区分和认识水体水质响应不同类型的非线性行为,以便针对非线性水质响应行为的特定类型进行分析。     

绵阳红层地区浅层地下水水化学特征、成因及水质分析

绵阳市近年来城市建设飞速发展,在高强度的人类活动作用以及全球气候变化条件下,绵阳红层地区地下水环境日益恶化,已成为制约生态环境建设和经济社会发展的重要因素。因此,对该区域浅层地下水水化学特征以及水质进行分析评价具有非常重要的意义。红层地区地下水体主离子特征主要受该地区地质条件、地形地貌条件以及水文气象条件所影响,运用经典统计学、Piper三线图、等值线图、相关性分析、主离子比例关系分析以及Wilcox分类图等方法对绵阳市红层地区地下水水样中的主体离子测试结果进行分析,表明地下水中Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO~(3-)占主要优势,从山前补给区到河谷平原排泄区,Cl~-和TDS逐渐增大,水化学类型由Ca·Mg—HCO_3型变化为Ca·Na—HCO_3·Cl型,化学过程主要以风化-溶滤作用为主,地下水水化学类型形成的主要作用是铝硅酸盐的溶解、碳酸盐的溶解以及蒸发岩盐的溶解,饮用水水质和灌溉用水水质均符合标准。     

张家口柴宣盆地浅层地下水水化学特征及水质评价

地下水作为张家口地区的主要供水水源,近年来受人类活动影响水质有恶化的趋势,影响了当地的用水安全,确定地下水化学特征与水质状况对水资源合理利用具有重要意义。基于2020年水质数据,选取Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺、HCO^-₃、TH、pH、TDS、SO₄^2-、Cl^-、Al³⁺、NO^-₃、F^-、Cr⁶⁺等水质因子,通过数理统计法、Piper三线图、Gibbs图和岩石风化端元图对张家口柴宣盆地地区浅层地下水水化学特征进行分析,并采用模糊综合评价和改进内梅罗指数法对水质进行评价。结果表明：研究区地下水是Ca²⁺和HCO^-₃为主的弱碱性淡水,微硬水、硬水和极硬水分别占39.51%、34.57%和25.93%;沿地下水流向,地下...     

蜂胶HPLC指纹图谱的2种分析方法

采用共有峰率和变异峰率双指标序列分析法和聚类分析法研究蜂胶提取物的HPLC指纹图谱,比较两者的异同.结果表明:双指标序列分析法和聚类分析法都能反映蜂胶HPLC图谱的特征.前者利用共有峰率和变异峰率能指明任意2张样品图谱的差异,从而反映2个样品组分的差别,但样本量多时计算工作量大;后者能较快聚类大量的HPLC指纹图谱特征,并提供直观的分类图,但对图谱特征的鉴别能力不如前者.     

基于水化学和多元统计的煤矿采空积水识别

老空积水是煤矿4大水害水源之一,在四川对煤矿安全生产的威胁最大。为快速准确识别采空积水的突水点,为矿山降低生产风险,以四川省孔家沟煤矿14组地表水和矿井水水化学检测数据为基础,在分析矿井水成因和水化学特征上,利用相关性分析和Q型聚类等多元统计方法对采空积水涌出点进行了识别。结果表明：Piper图可以初判矿井水的补给水源;通过Pearson种相关性系数判别值设定和大小关系分析,对地表水和深部矿井水具有较好识别效果;综合运用采样位置、地下水流向、Piper图、相关性和聚类分析等方法,可区分差异较小的裂隙水和采空积水,提高水源判别精度。该研究成果可为其他类似煤矿防治水工作中的水害水源识别提供参考。     

高放废物处置库因格井预选区水化学—同位素分析

因格井坳陷是中国高放废物地质处置库黏土岩重要预选场址之一。选取研究区19组水样作为研究对象,利用Piper三线图和Gibbs图等方法,探讨该区域的地下水化学特征和氢氧同位素特征,主要结论是:研究区的地表水和地下水的水化学类型主要是Cl-SO_4-Na-Ca型或Cl-SO_4-Na型,水化学类型差别不大;pH大多落在7~9之间,TDS值均小于100 g·L~(-1),两者符合中国黏土岩选址的基本标准;地下水主要接受大气降水的补给,地表水的补给作用不明显,初步认为,就水文地质条件而言,因格井坳陷预选区适合建造高放废物处置库。     

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。     

响水溪泉岩溶地下水水化学特征及成因

响水溪岩溶大泉位于雅安市天全县响水溪村，为研究该地区地下水循环模式与泉水成因，2022年2月在现场进采集水样12组，通过Piper图示、离子比例分析对该地区的水化学特征进行分析。基于研究区的水文地质条件、地下水补径排规律利用水均衡法、同位素特征分析对响水溪泉成因进行了验证。结果表明，响水溪地区的地下水水化学类型普遍为HCO3--Ca·Mg型，其离子组分主要受到白云岩、灰岩的风化溶解。响水溪岩溶大泉最直接的补给含水层为灯影组（Z2?1d）岩溶含水层。除此之外，受构造作用其补给同时也受到北侧二叠系阳新组（P2y）、泥盆系（D2-3）碳酸盐岩裂隙溶洞水影响。     

郑州市不同埋藏深度地下水水化学特征及成因分析

以郑州市浅层、中深层、深层、超深层地下水为研究对象,利用描述性统计分析对研究区不同埋藏深度地下水的主要化学成分进行识别,基于Piper图和舒卡列夫分类法划分研究区地下水水化学类型,结合相关系数法、离子比例系数法、Gibbs图和氯碱指数法对研究区地下水的主要化学成分来源进行分析,并对研究区的水质进行了评价。结果表明：浅层水和中深层水主要阳离子含量Ca2+>Na+>Mg2+>K+;深层水和超深层水的主要阳离子含量Na+>Ca2+>Mg2+>K+;不同埋藏深度的地下水主要阴离子含量均为HCO3->SO42->Cl->NO3->F-,浅层水和中深层水主要水化学成分及其含量最为相似。随埋藏深度的增加,Na+含量逐渐增加,并成为超深层地下水中的绝对优势阳离子,而Ca2+含量逐渐减少,由浅层地下水中的主要阳离子变为超深层地下水中的次要阳离子;HCO3-含量随埋藏深度变化幅度较小,始终是地下水中的绝对优势阴离子。研究区地下水的化学组分主要受溶滤作用、阳离子交换作用、反阳离子交换作用、混合作用以及人类活动的影响。水质评价结果表明：中深层和深层地下水的水质优于浅层和超深层地下水,除浅层水有11.4%的水样点为Ⅴ类外,其余地下水水质均为Ⅲ类或Ⅳ类。     

东平湖地区地下水化学特征及质量评价

为分析东平湖周边地区地下水化学特征及地下水质量,运用离子分析、数理统计、Piper三线图及Gibbs图等方法,对研究区枯水期及丰水期溶解性总固体（TDS）时空分布、离子特征、水化学类型、影响因素和离子来源进行了分析;采用综合评价法对地下水水质进行了评价,并对其时空分布及水质成因进行了简析。结果表明：东平湖周边地区地下水TDS值普遍偏高,枯水期与丰水期空间分布规律差异不大;地下水中阳离子以Ca2+、Na+为主,阴离子以HCO3-、SO42-为主,水化学类型枯水期以HCO3?SO4-Ca?Na型水为主,丰水期以HCO3 -Ca?Na型水为主;枯水期地下水化学特征主要受岩石风化作用影响,部分受蒸发浓缩作用影响,离子主要来源为蒸发岩溶解及碳酸盐溶解的共同作用,丰水期主要受岩石风化作用影响,离子主要来源为碳酸盐溶解;研究区地下水水质相对较差,枯水期与丰水期水样中Ⅳ类水（较差）及Ⅴ类水（极差）占比均超过了50％,但丰水期Ⅱ（良好）、Ⅲ（较好）类水比枯水期同类水分布区域更广。     

新疆和田地下水水化学成分特征灰关联分析

依据新疆和田地区55处地下水水样的水质化验数据,应用关联分析与相关分析相结合的分析方法,分析了地下水样中几种成分与总硬度、总碱度、电导率及矿化度4个指标之间的关系。结果表明,总硬度变化主要受Mg2 影响,水中HCO3-含量与总碱度关系密切,电导率主要受Cl-影响,SO42-与Cl-对矿化度有较大影响。再通过相关分析,发现它们之间线性相关性较好。     

神东矿区地下饮用含水层中氟化物的分布特征、来源和富集机制

延安组地下水是神东矿区重要的地下饮用含水层,其F-含量的高低,直接影响着饮水的安全和周边的生态环境。然而,该地区延安组地下水中F-的含量特征,空间分布和形成机制则很少被关注。项目组2020年8月-9月系统采集了30组延安组地下水,采用Piper图、相关性分析、PHREEQC模拟等手段,在矿物溶解与沉淀,蒸发浓缩,阳离子交换,竞争吸附和人为污染作用等方面探讨了延安组地下水中F-的含量特征,空间分布和形成机制。结果表明,神东矿区延安组地下水中F-含量浓度范围为ND~17.60 mg/L,平均值为4.55 mg/L,相比国家生活饮用水卫生标准（GB 5749-2006）（1.0 mg/L）,有73.3%的样品超标。高TDS、Cl-、HCO3-、Na+和低Ca2+和Mg2+水环境有利于F-的富集,Na-HCO3型、Na-HCO3-Cl型和Na-HCO3-SO4型是高氟水的主要水化学类型。含氟矿物溶解是延安组地下水F-的重要来源。蒸发岩溶解、硅酸盐风化下产生的盐效应降低了含氟矿物的溶解度,促进了F-的溶出;阳离子交换通过钠钙转移进一步加快了含氟矿物的溶解;竞争吸附作用下吸附态氟也为地下水F-提供了另外的来源。然而,蒸发浓缩与人类活动作用对延安组地下水F-含量的升高影响较小,可忽略不计。该成果为当地饮水用水质安全和生态环境可持续发展提供了科学依据。     

察布查尔县地区地下水水化学特征及地下水水质评价

为查明察布查尔县地区的地下水水化学特征及地下水水质情况,选取2016年50组地下水水样测试数据,综合统计分析方法和水化学方法以及模糊综合评价法等方法,对察布查尔县地区地下水水化学特征及地下水水质进行研究。结果表明:察布查尔县地区地下水中Mg~(2+)、Ca~(2+)、HCO~-_3离子含量较高。地下水水样pH为7.55～7.7,均值为7.63,地下水整体呈弱碱性,溶解性总固体(total dissolved solids, TDS)为103.8～1 139 mg/L,均值为254.8 mg/L;地下水水化学类型以HCO_3-Ca(Ca·Mg)和HCO_3·SO_4(SO_4·HCO_3)-Ca(Ca·Mg)型水为主。地下水的水化学特征主要受水岩作用控制,少部分浅埋区受蒸发作用影响,几乎不受大气降水的影响;经F值法和模糊综合评价法对察县地区进行地下水水质评价分析得知,该区域的地下水受污染程度轻,但也存在严重污染区域,在利用水资源的同时也要注意水资源的保护。