信江流域地下水水化学特征及形成机制

地下水质量是鄱阳湖水生态环境重要组成部分,研究地下水的水化学特征、形成机制对流域水资源合理开发利用和生态文明建设具有重要意义。利用Gibbs图解法、相关性分析法以及主成分因子分析方法等分析了鄱阳湖信江流域地下水的水化学特征和形成机制。结果表明:大气降水是地下水的主要补给来源,Ca~(2+)、Na~+、HCO~-_3是地下水中优势离子,受水文地质情况及人类活动影响流域内水化学类型主要以Ca-HCO_3、Ca-HCO_3·SO_4为主。地下水中离子主要来源于岩石风化,Ca~(2+)、HCO~-_3、Mg~(2+)主要来自碳酸岩风化,Na~+、SO_4~(2-)主要来自蒸发岩的溶解,NO~-_3、Cl~-主要来自人类活动,K~+主要来源于硅酸岩风化输入,人类活动的影响主要为工矿活动;同时Ca~(2+)、Na~+还受到阳离子交替吸附作用影响,阳离子交替吸附作用参与了地下水水文地球化学过程。碳酸岩、蒸发岩、硅酸岩、人类活动、大气降水对地下水溶质贡献率分别为29.6%、19.9%、12.1%、19%、19.4%。     

信江流域地表水重金属来源及污染风险分析

探究信江流域地表水重金属的来源及污染特征,从地表水-地下水资源的角度,运用多元统计和美国环保署(United States Environmental Protcction Agency, USEPA)健康风险评价模型分析水体重金属的分布特征、污染来源及其对人体健康产生的风险。结果表明：地表水与地下水9种重金属初始来源不同,但局部的水力联系造成水体重金属出现同步富集现象;地表水重金属Mn、Fe、Cu和Zn主要来自工业生产废水、废渣排放,Cd、Cr和Sr主要代表农业、渔业和生活废水排放等人为污染源,Ba和V主要源于矿物的自然风化侵蚀溶解作用;致癌重金属Cr和Cd高出可接受健康风险值2～3个数量级,是人体健康需要重点考虑的一级污染物,非致癌重金属V和Mn也需要特别关注。研究成果为南方集中式地表水源地保护和安全评价提供了参考依据。     

基于富水性分布的矿井奥灰含水层涌水量动态预测

矿井涌水量数值预测的精度与虚拟疏放孔布设的位置与时间密切相关,为提高矿井涌水量预测的精度,以蔚州矿区某矿井为例,建立基于地理信息系统(geographic information system,GIS)多源信息的奥灰含水层富水性分区评价模型,并将该分区评价结果导入到涌水量数值模型当中,根据矿井工作面的采掘衔接计划,通过在强富水区分阶段布设虚拟疏放孔,从而预测出研究区涌水量的动态结果.实例应用表明:本文方法提高了矿井涌水量预测的精度与实用性,对有效制订矿井疏排水方案,保障矿井安全生产具有重要的理论指导意义和实用价值.     

基于水化学和同位素示踪岩溶含水系统的水力联系——以宜春市四方井副坝区为例

为查明宜春四方井水库副坝区地下水流系统的分布,指导副坝区地下工程注浆帷幕的设计与施工,采用现场盐示踪试验,结合水化学和同位素数据分析测试,揭示副坝区地下水与下游村庄(四方井)泉水的水力连通关系。结果表明:大气降水是地下水的补给来源,蒸发和水岩相互作用是控制地下水水化学形成的关键因素;地下水和地表水的水化学类型主要为HCO_3-Ca,沿着地下水径流的途径,地下水的矿化度(total dissolved solids, TDS)呈现增加的趋势,表征副坝区地下水与其下游四方井村的泉点间具有潜在的水力联系;现场盐示踪试验和δD、δ~(18)O分布的研究,进一步验证了副坝区地下水与四方井的泉水点SD-3、SD-4和SD-7的水力联系较好,与泉点SD-5的连通性较弱,SD-5主要来自径流路径较短的上游水补给。研究结果有助于建立局部地下水流循环模式,查明地下水流系统的分布规律,为地下水资源的可持续开发利用及生态环境保护提供技术支撑和参考依据。