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。     

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.     

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.     

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。     

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。     

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.     

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。     

青岛西海岸新区地下水水化学特征及水质评价

为了解青岛西海岸新区地下水水化学特征及地下水质量,选取2017年35个地下水水质监测数据,综合运用数理统计、水化学、模糊综合评价以及因子分析等方法进行研究。结果表明:研究区地下水中Ca~(2+)、Na~+、HCO■、SO■相对含量较高,阴离子呈HCO■SO■NO■Cl~-的关系,阳离子浓度存在Ca~(2+)Na~+Mg~(2+)K~+的关系。地下水水样pH均值7.22,呈弱碱性;TDS含量100.20～1 498.60 mg/L,均值421.40 mg/L;TH均值248.23 mg/L,为硬水。地下水水化学类型主要为HCO_3·SO_4·Cl-Na·Ca、HCO_3·SO_4-Ca、HCO_3-Ca、HCO_3·SO_4-Ca·Mg、HCO_3·Cl-Na·Ca、HCO_3-Na·Ca,水岩作用是地下水水化学组分的主要控制因素。基于内梅罗指数法和模糊综合评价法进行水质评价,认为研究区地下水水质整体较差。基于因子分析法对研究区地下水进行污染源解析,共提取4个主因子,累积方差贡献率73.747%公因子,其中F_1解析为来自农业生产活动,F_2主要与地质因素有关,F_3表征为生活污水排放,F_4代表工业生产活动,其贡献率分别为:35.697%、15.148%、12.131%和10.771%。     

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。     

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。     

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...     

什邡市城市规划区地下水化学特征及演化模拟

基于什邡市城市规划区的水文地质条件,采用Aqua Chem软件分析研究区地下水主要组分的物质来源和水岩相互作用过程、借助PHREEQC软件对其进行反向水文地球化学模拟。分析表明:研究区地下水属于低矿化度淡水,地下水化学类型主要为HCO_3·SO_4-Ca型、HCO_3·SO_4-Ca·Mg型,局部为HCO_3·SO_4·Cl-Ca型,主要阳离子空间分布特征显示,自西北向东南离子浓度不断增加,与地下水流向基本一致; PHREEQC反向水文地球化学模拟结果显示在水流模拟路径上主要发生了高岭石、钾长石溶解,伊利石的迁出,阳离子交替吸附作用为Na~+、Ca~(2+)的互换;离子相关性分析显示随着地下水流动路径的增加,溶解性固体总量(TDS)将会随着矿物的不断溶解,逐渐增大。地下水水中各离子浓度大小与相关矿物溶解具有关联性。     

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。     

可溶性盐对粘度计法测定PEG 20000黏度的影响

采用乌氏粘度计法对相对分子质量较大的聚乙二醇20000（polyethylene glycol 20000,PEG 20000）稀溶液的黏度进行测定。在30 ℃条件下,分别用纯水、不同价态的阴离子和阳离子水溶液作为溶剂,测定了不同浓度的PEG 20000稀溶液的流出时间,考察不同溶剂对PEG 20000的比浓黏度（ηsp/ρ）和特性黏度（[η]）的影响。结果表明,不同价态的阴离子和阳离子对PEG 20000的[η]的影响如下:PO43->SO42->HCO3-> Cl-,Al3+>Mg2+>K+>Na+。随着加入的NaCl浓度的增加,PEG 20000的[η]降低,当NaCl浓度为0.05 mol/L时,PEG 20000的ηsp/ρ-ρ和ln ηr/ρ-ρ拟合直线的延长线在y轴上几乎相交于一点,线性关系良好。可见,低浓度离子可以改善PEG在稀溶液中的黏度曲线上弯。     

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。     

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(total dissloved solid,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 Ca^{2 +}、Na⁺为主,阴离子以 HCO₃^-、SO₄^{2 -}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...     

黑河流域地下水电导率空间分异特征及影响因素研究

黑河流域是我国西北干旱区的第二大内陆河流域,地下水电导率γ的研究对保护流域地下水资源,减少流域生态环境的破坏具有重要的现实意义.通过对黑河流域地下水γ的空间变化及其与主要离子的关系进行分析,结果表明:1)整体上,上游浅层及深层地下水γ均较低,明显低于中下游地区,中游浅层地下水γ明显高于深层地下水,下游浅层与深层地下水γ差异不大;2)从区域上来看,中游干流地区浅层地下水γ沿流程呈增加趋势,中、下游沿河道附近浅层地下水γ高于距河道较远地区,上游及中游山前平原地区深层地下水γ较低,明显低于中游细土平原地区,下游居延海—中蒙边界地区与狼心山—额济纳旗城河道附近地区的深层地下水γ存在明显差异;3)地下水γ与各主要离子的关系表明,上游山区地下水γ主要受到Na~+、Cl~-浓度的影响,中、下游地区地下水γ主要受到Na~+、Cl~-和SO_4~(2-)浓度的影响.此外,中游距河道较远地区的深层地下水γ以及下游沿河道附近的浅层及深层地下水γ均受到了农业灌溉活动的影响.     

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HCO^-₃;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。