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。     

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%。     

拉萨河谷地区孔隙地下水水化学特征及水文地球化学模拟

为研究拉萨河谷地区地下水水化学特征及演化规律,综合运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图等进行水化学分析,并运用PHREEQC软件进行水文地球化学反向模拟。结果表明:拉萨河谷地区地下水主要阳离子呈Ca~(2+)Mg~(2+)Na~+K~+的关系,阴离子则存在HCO_3~-SO_4~(2-)Cl~-NO_3~-的关系;拉萨河谷地区与堆龙曲河谷地区地下水水化学组分具有一定的差异性,且地下水水化学类型均以HCO_3·SO_4-Ca·Mg为主,水岩作用是地下水水化学组分的主要控制因素。堆龙曲模拟路径发生了斜长石和伊利石的连续溶解,绿泥石的连续沉淀;盐岩先沉淀后溶解,石膏先溶解后沉淀;石英先发生沉淀,后未参与反应;CO_2先逸出,后又溶解。拉萨河路径发生了绿泥石连续沉淀,斜长石开始未参与反应,后发生了溶解;盐岩、石膏、石英和伊利石发生了先溶解后沉淀,CO_2则发生了先溶解后逸出。两条路径都发生了阳离子交换作用,地下水的演化受矿物相的溶解沉淀以及阳离子交换作用的共同影响。     

逆冲推覆体下煤系砂岩和太灰含水层水化学特征

为研究阜凤逆冲推覆体下煤系砂岩和太灰含水层水化学特征,对淮南新集矿区(新集一矿、二矿和三矿)进行水样采集、测试及分析,采用Piper三线图、相关性分析及离子比例系数讨论水化学特征及其成因。结果表明:(1)煤系砂岩水和太灰水,阳离子中Na~+占比重最大,来源于岩盐溶解、阳离子交替吸附以及钠长石的溶解,Ca~(2+)次之;阴离子以Cl~-为主,主要来源于岩盐的溶解,HCO_3~-次之,HCO_3~-和Ca~(2+)主要来源于碳酸盐的溶解。煤系砂岩水水化学类型为Cl-Na、Cl·HCO_3-Na型;太灰水的水化学类型为Cl·HCO_3-Na、Cl-Na、Cl·HCO_3-Na·Ca型。(2)受推覆体影响,两个含水层的水动力条件较差;就三个矿井而言,处于推覆体前缘、离推覆体较远的新集三矿水动力条件较一矿和二矿好。     

滹沱河地下水超采区人工回灌的水岩相互作用模拟

人工回灌条件下回灌水与地下水混合带的水岩相互作用是决定地下水水质演化和含水层发生化学堵塞的关键过程。为研究人工回灌对滹沱河地下水超采区水质演化的影响,以石家庄市人工回灌场地为例,利用石津灌渠水作为回灌水源,通过室内实验结合反向水文地球化学模拟揭示回灌层位地表水与地下水混合带的水-岩相互作用机理。结果显示：混合带水的TDS（total dissolved solids）变化特征表现为先增大后缓慢降低,且地表水占比越大、含水介质粒径越细,则其变幅越大;混合带水中主要离子质量浓度变化特征受混合、碳酸平衡、溶解-沉淀、阳离子交换及硝化作用控制,其中K⁺、Ca²⁺、SO₄^2-质量浓度主要受溶解-沉淀作用控制,Na⁺、Cl^-、HCO₃^-、NO₃^-质量浓度主要受混合NO₃^-作用控制,Mg²⁺质量浓度主要受阳离子交换作用...     

泰安岩溶水系统地下水动力环境演化规律研究

从地下水水位的时空演化、地下水水位降落漏斗的形成和演化、地下水埋藏条件的演化以及地下水流场的变异等方面，分析总结出泰安岩溶水系统地下水动力环境的演化规律；指出岩溶水系统地下水动力环境演化是人类活动的结果。     

基于反向地球化学模拟技术的深层地下水14C年龄校正——以挠力河以北典型水流路径为例

地下水年龄的确定是水循环研究的重要内容,也是估计地下水水循环速度和定量评价地下水可更新能力的重要依据。以挠力河流域以北地区为例,利用反向水文地球化学模拟技术,识别出影响研究区内深层地下水地球化学演化的主要作用,并进行深层地下水~(14)C年龄的校正。研究认为,控制挠力河流域南部湿地区深层地下水化学演化的主要反应为方解石、黑云母、二氧化碳的溶解反应、高岭土的沉淀反应以及Ca-Na阳离子的交换反应;北部农业区主要发生了黑云母、二氧化碳的溶解及高岭土、方解石的沉淀和Ca-Na阳离子的交换反应。地下水~(14)C年龄校正结果表明,北部农业区深层地下水~(14)C年龄(9176a)明显老于南部湿地区(6097a),年龄校正结果与Vogel统计模型~(14)C年龄校正结果较接近。南部湿地区地下水循环速率为11.16 m/a,北部农业区地下水循环速率为2.19 m/a。研究结果对研究区地下水资源评价和制定农业区和湿地区地下水合理开发利用模式具有重要借鉴意义。     

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。     

酒泉-金塔盆地水化学特征及其演化规律

通过对观测资料的分析及PHREEQC软件的反向地球化学模拟,对酒泉-金塔盆地地下水水化学特征及其演化规律进行了研究.分析结果表明:酒泉、金塔盆地地下水具有相似的化学特征及演化规律,沿地下水流方向水化学类型由HCO3--SO42-型向SO42-型过渡,均发生了CaCOs的沉淀、Cag(CO3)2的溶解、CaSO4.2H2O的溶解、NaCl的溶解及CO2的析出.金塔盆地地下水主要受由酒泉盆地流入的地表水影响,而与酒泉盆地地下水联系不大.     

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。     

近煤层灰岩含水层水化学特征研究

为弄清近煤层灰岩含水层地下水水化学分布规律,进而为水源判别等煤矿防治水工作提供一定依据,通过图示法对比分析同一含水层在不同矿区的水化学类型以及离子浓度特征,结果表明:不同矿区的同一含水层的水化学类型有异同,如超化矿奥灰水水化学类型为Ca-Mg-HCO_3,裴沟矿奥灰水水化学类型为Ca-Mg-HCO_3-SO_4,赵家寨矿奥灰水水化学类型为Ca-Na-MgSO_4-HCO_3、Ca-Mg-Na-SO_4-HCO_3、Na-Ca-HCO_3-SO_4;不同矿区的同一含水层离子浓度有差异,如超化矿、赵家寨矿、李梁店矿L_(7-8)含水层地下水中Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_(42-)浓度和硬度平均值依次增加,赵家寨、超化和裴沟矿区内奥灰水中Na~+浓度差异较大。     

宿县矿区石炭系太灰地下水化学特征及水岩相互作用

石炭系太原组灰岩(简称"太灰")地下水是宿县矿区煤层开采主要的充水水源之一,为了研究安徽淮北煤田宿县矿区石炭系太灰地下水化学特征并分析其形成机理,文章综合运用Piper三线图、Gibbs图、相关性分析、主成分分析、离子组合比及饱和指数对矿区的地下水化学特征及水岩相互作用进行分析.结果表明:石炭系太灰地下水主要阳离子为N...     

基于水文地球化学信息的东庄坝址渗漏分析

主要从水文地球化学的角度讨论了泾河东庄水库坝址区地下水化学特征,地表水与地下水之间的水力联系．在对p H值、矿化度、各主要离子含量等的空间分布变化规律分析的基础上,认为沙坡断层将坝区灰岩水分割为南北两个子系统,其中,沙坡断层以南地区河水与地下水的水力联系紧密程度大于沙坡断层以北地区．泾河在流经灰岩地区时,河水对地下水的...     

酸性矿井水入渗过程中的水岩作用

为了揭示酸性矿井水入渗过程中水岩作用机制,采用淋溶实验方法,对入渗过程中主要污染物离子质量浓度的变化规律进行了研究。实验表明:酸性矿井水入渗过程中岩体与溶质发生强烈的化学反应,矿物溶解使渗滤液内溶质(如Ca2+、Mg2+)质量浓度升高,同时使pH升高;氧化还原条件的改变使铁元素的存在形态发生明显改变,铁离子向下迁移的速度非常缓慢;水文地球化学反应使介质渗透性增强,溶液渗流速度加快;酸性条件下,由于水文地球化学作用,地下水及土壤均会受到严污染。     

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。     

平朔矿区地下水水化学特征及成因

为揭示平朔矿区地下水化学特征及成因,采集了区内浅层孔隙水、山西组砂岩裂隙水、煤系层间砂岩裂隙水和奥陶系灰岩裂隙水四个含水层共计31个地下水样,运用统计分析、Piper三线图、Gibbs图、离子组合比和主成分分析等方法深入探讨该区地下水水化学组分形成及影响因素.结果表明:研究区各含水层地下水总溶解固体(TDS,total...     

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。     

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。     

松散层水化学特征及离子来源分析-以丁集煤矿为例

以丁集矿12组松散层下含的水常规离子浓度为水文地球化学分析基础数据,运用Piper三线图、离子比例系数分析、相关性分析和主成分分析,对研究区松散层下含水的水文地质特征进行研究。结果表明:常规水化学组分中,阴、阳离子的优势离子分别是Cl-l和Na++K+,水化学类型主要为Cl-Na。主导研究区水化学特征的是水-岩作用,主要经历了岩盐的溶解作用,硅酸盐矿物和碳酸盐岩的风化-溶解作用,以及硫酸盐矿物的溶解和黄铁矿的氧化作用等。     

豫东平原地下软水成因与水文地球化学特征分析

利用大量水质资料,结合水文地质条件对河南东部地下水主要指标空间分布特征、相互关系及水文地球化学特征进行了系统分析研究,根据有关水质指标相互关系及其与阳离子比例系数的关系特征对地下水进行了水质分层.首次发现了豫东平原地下深层软水阳离子比例系数(NACA)与总硬度(Z)相关关系方程为NACA=a·Z-b,且b值为1.5;并采用碳酸平衡作用、同离子效应理论推导出了上述关系式(包括b值为1.5);结合阳离子交替吸附作用形成软水的三个前提条件分析、钻孔地层资料验证等,进一步论证了河南东部深层地下水自然软化模式遵循"碳酸平衡作用"模式.