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。     

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。     

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。     

内陆平原区浅层地下水系统中粘土的阻滞作用

内陆平原区咸淡水交替分布,目前对于咸水成因、咸淡水水质演化过程的水文地球化学作用缺乏认识.因此,在研究内陆平原区水化学特征基础上,采用地质钻探、抽水试验、水质分析等方法,采取研究区深度42-48.2 m的粘土样品和地下水水样,并测试水化学指标,对咸水中Na+、Ca2+、Mg2+与粘土进行吸附等温实验,结果表明:1)粘土吸附地下水中的常规离子能在3 h内达到吸附平衡,吸附速率是一个由快到缓的变化过程;2)粘土对地下水中Na+、Ca2+、Mg2+的最大吸附量分别为1302 mg/kg、733.1 mg/kg、528.49 mg/kg,等温吸附曲线较符合Langmuir方程;3) 粘土对地下水中Na+、Mg2+的吸附、阻滞作用大于对地下水中Ca2+的吸附、阻滞作用。研究表明,粘土对地下水系统中的水化学分带及浅层地下水系统中Na、Mg型微咸水的形成有一定控制作用.     

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。     

拉林河流域地下水地球化学及污染特征

对拉林河流域地下水水化学类型、水化学组分成因以及污染特征的研究,有利于区域地下水资源的评价与管理。本文运用Piper三线图、Gibbs图、单因子指数法以及多变量统计分析方法开展了拉林河流域浅层地下水地球化学及污染特征研究。结果表明:拉林河流域地下水中Ca~(2+)、Na~+、HCO_3~-为主要优势离子;地下水化学类型以Ca(Na)-HCO_3型为主;地下水化学组分以自然来源为主,是风化溶滤作用的结果;拉林河流域地下水Fe~(3+)、Mn~(2+)、NO_3~-这3种物质质量浓度指标超标,主要原因是由较高的天然背景值、农业源以及工业源导致。根据上述研究结果,应加强对拉林河流域地下水的监测和地下水型水源地的污染防控工作。     

新乡市化工集聚区地下水化学特征及成因分析

新乡市化工产业集聚区内地下水污染问题较严重,为了解该区域地下水化学现状及人为因素对地下水的影响,在化工厂及周边采集地下水样,利用统计分析、Piper三线图、Gibbs图和离子比例系数等方法研究地下水化学组分特征及成因规律。结果表明:研究区地下水TDS较高,属于咸水,优势离子为Na~+、SO■、HCO~-_3、Cl~-,其主要来源是碳酸盐、硫酸盐矿物的溶解;区内水化学类型主要呈现HCO_3·SO_4-Na·Ca·Mg型、SO_4·Cl-Na·Ca·Mg型和Cl·HCO_3-Na·Mg·Ca型;地下水主要受到蒸发作用的控制,部分地区受到蒸发作用和水岩作用的共同控制。化工产业对区内地下水造成的污染较大,越靠近污染源,各离子浓度越高,对地下水水质影响越大。此外,农业化肥和生活污水也对地下水环境造成了一定的危害。     

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。     

赣南红层地区地下水水化学特征及成因分析

为研究赣南红层地区地下水资源及保障区域供水安全,基于水文地球化学理论,运用数理统计、Pipper三线图、Gibbs模型、水化学平衡法、同位素示踪法和离子比例系数法等方法,分析了研究区地下水水化学特征及主要离子来源。结果表明：研究区地下水水化学类型以HCO3-Ca、HCO3-Ca.Na为主,主要阳离子和阴离子分别为Ca2+^和HCO3-^；氢氧同位素特征显示研究区地下水起源于大气降水,Sr同位素主要来源于硅酸盐岩和碳酸盐岩风化的混合。地下水中石膏、岩盐、白云石、方解石和硅酸盐岩均处于未饱和状态。影响研究区地下水离子组成的是硅酸盐岩和碳酸盐岩的风化溶解作用,碳酸盐岩风化溶解控制区以方解石溶解为主。地下水在径流过程中存在阳离子交换作用,阳离子交换以地下水中的Ca2+^、Mg2+^置换围岩矿物的Na+^、K+^为主,人类活动对地下水离子组成的影响较小,其中工矿活动的影响大于农业活动和生活污水排放。     

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。     

衡水市桃城区浅层高氟地下水水化学特征与成因分析

为研究衡水市桃城区浅层含氟地下水化学特征与成因演化过程,对桃城区浅层地下水进行了野外调查与取样测试。结果表明:桃城区浅层地下水以Cl·SO_4型为主,高氟水多见于HCO_3·Cl型水中,且分布于研究区南侧。F~-与HCO~-_3在相关性分析中体现出显著正相关,与Ca~(2+)和Mg~(2+)存在负相关。在研究区因气候条件创造的强蒸发、碱性环境下,F~-主要来源于矿物的溶解。石膏与萤石在研究区地层中处于较为稳定的溶解态,为地下水提供了F~-与Ca~(2+),环境中偏高的HCO~-_3含量同样有利于F~-在碱性环境下解吸。综上所述,桃城区浅层地下水化学特征受溶滤作用、蒸发浓缩和离子交替与解吸作用共同影响,水体中含氟矿物CaF_2的溶解平衡与阴阳离子的交替吸附作用是桃城区地下水F~-含量变化的主要控制因素。     

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...     

基于水化学和同位素的典型岩溶水系统溶质演化过程—以西昌市仙人洞为例

仙人洞岩溶水系统是西昌市南部典型的地下水系统,亦是该区饮用水和灌溉用水的唯一水源,对其水源成因和溶质组分演化过程的研究具有重要的科学价值和现实意义。本文以仙人洞岩溶水系统为研究对象,通过分析岩溶水、基岩裂隙水和地表水水化学组分、氢氧同位素和氚同位素特征,探讨了这三类水的成因和溶质演化过程。结果显示：仙人洞三类水阳离子以Ca₂₊为主,阴离子以HCO_3-为主,水化学类型主要为Ca-HCO_3-型水;水化学指标和同位素信息揭示三类水均以大气降水补给为主,但岩溶水属于具有快速通道的深循环、长径流途径的水循环模式,而基岩裂隙水则属于浅表层循环模式。系列水化学图示和离子比值系数表明岩石风化作用、碳酸盐岩溶解和离子交换过程是影响这三类水组分演化的主要化学过程。     

基于现场检测的邢台百泉泉域岩溶水硝酸盐氮形成特征

为了揭示邢台百泉泉域岩溶地下水中硝酸盐影响因素及成因,采用便携式分光光度计建立了水中硝酸盐氮现场快速定量检测方法,通过水文地质结构和水化学分析,研究了百泉泉域岩溶地下水中硝酸盐氮的分布特征及其与常规水化学指标之间的关系。实验结果表明：硝酸盐氮在0.60～30.00 mg/L浓度范围内线性关系良好,方法检出限为0.2 mg/L,现场检测与实验室标准方法检测结果之间的相对标准偏差为0.23%～6.70%,差异性检验结果为t=0.984,表明两种检测方法测定结果一致。硝酸盐氮分布特征表明：防污性能较差的百泉泉域西北部岩溶裸露区和东部被第四系上更新统砂砾石含水层直接覆盖的部分岩溶水排泄区硝酸盐氮浓度较高;径流区硝酸盐氮浓度整体较低;采样点岩溶地下水中硝酸盐氮浓度均在地下水质量标准规定的I～III类水之间。研究区岩溶地下水水化学类型较为复杂,阳离子以Ca、Ca?Mg型为主,阴离子以HCO3、HCO3?SO4型为主,HCO3?Cl-Ca?Mg型和Cl?HCO3?SO4-Ca型地下水中硝酸盐氮含量较高,硝酸盐主要来源于城镇污水,受大气降水和农业活动影响较小。研究结果为建立地下水中硝酸盐氮现场检测标准方法及百泉泉域岩溶水资源的供水安全和生态保护提供了参考依据。     

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。     

旌阳区平原区浅层地下水水化学演化及影响因素分析

利用矿物风化系统分析、离子相关性分析及因子分析等方法分析德阳市旌阳区浅层地下水水化学演化规律及影响因素。研究结果表明,岩石矿物的溶滤作用、阳离子吸附交换作用和蒸发浓缩作用等天然水-岩作用主导区内浅层地下水的水化学演化进程,碳酸盐岩和岩盐矿物溶解是主要因素,形成以HCO_3-Ca·Mg型为主的地下水化学类型;黏土矿物的风化溶解是影响水化学演化的另一主要因素,多稳定于高岭石阶段;离子相关性分析和主成分分析验证了天然水-岩作用是区内浅层地下水水化学演化的主导因素,并且进一步指出人类活动(生活污水、农业施肥与农药等)对地下水水化学组分的影响作用。研究成果可为合理利用和保护地下水资源提供科学依据。     

悖牛川上中游区地下水水化学特征及其成因分析

地下水化学特征及其成因分析是地下水资源评价与管理的重要组成部分。本文在对悖牛川上、中游区详细的水文地质调查基础上,运用描述性统计分析、相关性分析、离子比值法、同位素等方法对研究区地下水化学特征及成因进行了分析。研究结果表明:区域地下水总溶解性固体(TDS)含量在170~1034 mg/L之间,随着TDS含量的升高,水化学类型由HCO_3-Ca(·Mg)型转变为HCO_3·SO_4-Ca·Na型、Cl-Na型。溶滤作用是控制区域地下水化学组分形成的主要作用,地下水化学组分来源于碳酸盐、铝硅酸盐和蒸发岩的溶解。此外,阳离子交替吸附作用、脱硫酸作用和混合作用也对区内水化学组分形成存在一定影响。煤炭开采使赋存于煤层以上的地下水水化学演化趋于一致,地下水TDS含量升高,水质趋于恶化。