拉萨河流域中下游地区水化学及 地表水-地下水转化关系研究

为研究拉萨河流域中下游地区水化学及地表水地下水转化关系,利用水化学资料分析了不同水体水化学和稳定同位素特征,并探讨了地表水-地下水之间的转化关系。结果表明:拉萨河流域中下游地区不同水体中主要离子含量均较低,矿化度较低,呈弱碱性,水化学类型均以HCO_3·SO_4(SO_4·HCO_3)-Ca·Mg(Mg·Ca)型为主。不同水体的水化学组成主要受岩石风化作用控制,且以碳酸盐岩和硅酸盐岩的溶解风化为主。水化学及同位素分析表明:水样点可分为地表水、地下水以及混合区三个区域,说明研究区地表水和地下水水力联系密切,存在明显的转化关系;地表水、地下水、泉水的主要来源均为大气降水,不同水体均受到不同程度的蒸发作用影响;支流地表水主要受地下水补给,拉萨河中下游地表水和地下水存在地段性互补关系,拉萨河是区域地下水的主要排泄通道。     

衢江流域地表水与地下水的转化关系

地表水和地下水之间的转换关系是流域水循环和水环境问题研究的关键.以水化学和氢氧同位素作为示踪剂可以在一定程度上反映流域内地表水和地下水之间的关系.以衢江流域为研究区,分析了流域内地表水、地下水的水化学和氢氧稳定同位素的空间分布规律和演化趋势,定性和定量地揭示了流域内地表水与地下水的转化关系,结果表明:①溶解性总固体(TDS)、pH指标显示研究区地表水与地下水水化学指标空间变化特征相似,两者转化频繁;流域上游主要是地下水补给地表水,中下游则主要是地表水补给地下水;②阴阳离子组分显示:研究区水化学类型主要是HCO3-Ca、HCO3·Cl-Ca类型水,流域内水的最终来源为大气降水;水中离子主要受岩石风化和降水因素影响;③δD-18δO关系显示氢氧同位素含量沿河水流向不断富集;依据氢氧同位素与大气降水线之间的关系,显示出研究区地下水和地表水均受大气降水补给;④地表水与地下水的定量关系显示:研究区上游主要是地下水补给地表水,地下水对地表水的平均贡献率为19.67％,日均补给量为2.73×106 m3/d;中下游主要是地表水补给地下水,地表水对地下水的平均贡献率为22.77％,日均补给量为3.49×106 m3/d.     

双河洞洞穴系统岩溶地表水、地下水主要离子化学特征及其来源分析

为揭示喀斯特洞穴区域地表水、地下水水化学特征及其水化学变化的影响因素,采用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、氢氧同位素关系图、离子相关性及离子比值关系等方法对研究区2015年4月~2017年3月的40组地表水水样和253组地下水水样数据进行分析。研究结果表明:双河洞区域地表水、地下水pH均呈碱性,TDS值总体上属淡水和微咸水,TH值属软水和微硬水。地表水中阳离子主要以Ca~(2+)、Mg~(2+)离子为主,阴离子主要以HCO_3~-离子为主;水化学类型主要为HCO_3-Ca和HCO~(2+)_3-Ca·Mg。地下水中阳离子主要以Ca~(2+)、Mg离子为主;阴离子主要以HCO_3~-和SO_4~(2-)离子为主,水化学类型主要为HCO_3·SO_4-Ca·Mg、SO_4·HCO_3-Ca·Mg和HCO_3-Ca·Mg。通过Gibbs图、离子相关性、主要离子比值关系可以看出,主要离子组分均来自碳酸盐岩和硫酸岩盐的风化溶解,同时可能存在人为活动的影响。研究区水化学组分是区域地质地貌条件、水-土-岩相互作用、农业活动等因素综合导致的。研究结果对岩溶区地表水和地下水的开发利用、管理和保护具有重要的科学意义。     

濉河宿州段河水水化学特征及重金属污染状况分析

为探究濉河宿州段河水水化学特征及重金属污染情况,以濉河宿州符离至顺河段流域为研究对象,利用Piper三线图,统计学分析以及离子相关性分析对地表水主要离子化学组成及物质来源进行分析。通过单因子指数法基于《地表水环境质量标准》《生活饮用水卫生标准》及《国家农业灌溉水标准》对濉河宿州段重金属污染特征进行调查分析。结果表明:(1)濉河宿州段地表水pH值为8.1～8.5,平均值为8.2;TDS值为237～324 mg/L,平均值为264 mg/L;地表水化学类型为HCO_3·SO_4-Na·Ca型。(2)濉河宿州段地表水阳离子主要以Na~+和Ca~(2+)为主,二者质量分数占阳离子总量的75.1%;阴离子主要以HCO_3~-为主,其质量分数占阴离子总量的56.1%。(3)对水体重金属质量浓度的检测发现,濉河符离到顺河段As污染指数较高,已经达到轻度污染。     

滇东高原煤矿聚集区扎外河流域水化学特征及演化规律

采煤废水是影响中国水环境的重要因素之一,研究其对岩溶小流域水化学特征及演化的影响,可以为流域水资源开发利用和水污染防治提供科学依据。通过数理统计、离子比例系数、Piper三线图和Gibbs图等方法,分析了扎外河流域水化学特征及主要物质来源。结果表明:矿坑水水化学类型为SO_4-Ca和HCO_3·SO_4-Ca·Na型,碳酸盐岩岩溶水和碳酸盐岩夹碎屑岩岩溶水水化学类型主要为HCO_3-Ca和HCO_3-Ca·Mg型,而受采煤废水影响,地表水由HCO_3-Ca型过渡为HCO_3·SO_4-Ca和HCO_3·SO_4-Ca·Na型。碳酸盐岩风化是研究区Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-离子的主要来源;SO_4~(2-)离子则主要源于煤系地层黄铁矿的氧化和碳酸盐岩地层中石膏的溶解;硅酸盐风化是Na~+的主要来源,岩盐的溶解和阳离子交换作用也对Na~+有部分贡献。因子分析进一步表明,H_2CO_3和H_2SO_4参与的碳酸盐岩风化、农业活动、硅酸盐风化和阳离子交换作用综合控制了研究区水化学特征。矿业活动不仅改变了天然水体的水化学组分,还不同程度影响了流域内岩石的风化溶解过程。     

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。     

南盘江流域不同类型水水文地球化学特征

根据南盘江流域不同类型水水样化学成分分析资料,分析了区内水的水化学特征。结果表明,不同类型水化学指标不同。地表水的pH,电导率和SO42-浓度较高,而HCO3-浓度和Ca2+浓度低;河水为湖水与地下河及泉水混合而成,水化学指标本应处于两者之间,但实际上电导率和SO42-浓度高于两者。地下水水化学类型均为HCO3-Ca型或HCO3-Ca.Mg型,为典型的岩溶水;地表水水化学类型复杂,是由于水体周边人类活动频繁,扰动了水体天然水化学特征。应在生态,工农业生产,生活等方面采取有效措施,遏制水体污染并治理。     

粤北星子河岩溶流域水化学特征的因子分析研究

星子河流域处于中国西南岩溶区的东南边缘,该流域岩溶水化学特征明显。利用因子分析方法对其水化学特征进行详细分析,结果表明该流域水化学组分以Ca2+和HCO-3占绝对优势;其次是Mg2+和SO2-4,其余的Na+、NH+4、K+、F-、Cl-、NO-3等组分含量很少。星子河流域水化学类型是典型的的重碳酸-钙(镁)型,碳酸盐岩、白云岩的风化和水岩相互作用为其水化学做出了主要贡献,自然因素是控制其水化学的主导因素;人类活动对该流域水化学也产生了一定影响,水质状况较好。     

白浪河流域地下水化学特征及其控制因素

白浪河流域北部平原第四系含水层中含有高浓度的卤水,近年来有南侵的趋势,影响了南部平原区的供水安全,正确认识白浪河流域平原区地下水的水化学特征及其成因,对于合理管理地下水资源、保障供水安全具有重要意义.以前人研究为基础,通过在白浪河流域采取地下水化学样品,运用Piper三线图、Gibbs图、无机离子示踪剂等多种水化学分析...     

大汶河流域上游典型剖面地下水水化学特征及其影响因素分析

为了解大汶河流域上游地下水水化学特征及其主要离子成因,选取两条典型剖面,采集了21组水样数据,利用数理统计分析、聚类分析、离子比分析、同位素分析等方法探讨其水化学特征及主要物质来源。结果表明,流域内各类地下水阳离子以Ca²⁺为主,HCO3^-、SO4^2-为优势阴离子,属于低矿化度水,pH均值7-8之间,整体偏弱碱性。研究区地下水水化学类型主要为 HCO3.SO4-Ca型、HCO3.SO4-Ca.Mg型、SO4.HCO3-Ca.Mg型。其中岩溶水中沿地下水流向从补给区向径流区SO4^2-离子含量逐渐增大,水化学类型由HCO3.SO4-Ca.Mg型演变为SO4.HCO3-Ca.Mg型,Na⁺ 、Ca²⁺ 、HCO3^- 、SO4^2-来源为白云石、方解石等碳酸盐矿物溶解和石膏等硫酸盐矿物溶解。研究表明流域内地下水主要来源于大气降水,大气降水和孔隙水的入渗补给是岩溶水的补给来源。地表水与孔隙水氢氧同位素特征相似,并且δD值为-60‰～-50‰,δ¹⁸O值为-6‰～-4‰,说明其受到当地降水二次蒸发补给的影响。通过对流域水化学特征及物质来源的分析,以期对大汶河流域地下水资源的合理开发利用和水污染的防治提供科学的依据。     

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。     

抽水蓄能电站库区水化学特征影响因素及其示踪作用

通过对泰山抽水蓄能电站2009—2020年各类水体水化学特征影响因素的分析,论述了水化学特征变化对库水渗漏的示踪作用。结果显示：泰山抽水蓄能电站库水和地下水均呈弱碱性,水化学类型主要为HCO₃-Ca型,部分为HCO₃-SO₄-Ca、HCO₃-SO₄-Ca-Mg、SO₄-Ca-Mg型,巴山沟地表水水化学类型为SO₄-Ca、SO₄-Ca-Mg型。离子比值分析表明,硅酸岩风化是库水、地下水以及巴山沟地表水水化学离子的主要来源;巴山沟地表水受岩石风化和大气降水的同时控制作用,有未经充分水岩反应的大气降水混入。水化学聚类分析表明,右岸排水廊道和坝后量水堰水样来自库水的渗漏补给,库底廊道量水堰、B2高压支管廊道、6号和1号施工支洞水来源为区域地下水补给。水化学分析结果与水体氢氧同位素分析结果有较高的一致性。     

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。     

青海湖沙柳河流域夏季河水和地下水水化学特征

河水和地下水的水化学特征能够反映流域水环境的特点和水质情况.本文以青海湖沙柳河流域为研究区,选取夏季典型月份进行了河水和地下水样品采集及可溶性离子含量的测定,对青海湖沙柳河流域夏季河水和地下水的离子含量特征、水化学类型、离子来源和灌溉适宜性进行了研究.结果显示:(1)青海湖沙柳河流域夏季河水和地下水的p H平均值分别为...     

海东市平安区张其寨地热田水化学特征及其成因分析

为了研究青海省海东市平安区张其寨地热田水化学特征及其成因,对祁家川流域地下热水采集样品进行测试,采用Piper三线图、兰格利厄—路德维金图解、14C测年、钠氯系数、加氯系数、脱硫系数等评价方法对地热田地下热水的水化学特征、补给源、年龄、水化学成因等进行了研究分析。结果表明:(1)张其寨地热田地下热水中阳离子以Na+为主,阴离子以Cl-为主,水化学类型为Cl-Na型。主要源于南部山区大气降水入渗补给,为深部循环的地下热水,年龄大于43. 5 ka。(2)地下热水钠氯系数[r(Na)/r(Cl)]为1. 003,加氯系数[r(Cl)/r(SO4+HCO3+CO3)]为15. 356,脱硫系数[r(SO4)/r(SO4+Cl)]为0. 043,主要受岩盐层的溶滤作用,具有埋藏深度大,封闭程度高,变质程度强烈等特点。可作为地热田可持续开发利用的水文地球化学依据。     

草海湿地水化学特征及离子来源研究

湿地水体的水化学性质在一定程度上可以反映湿地生态系统物质流动的特点。在本研究中,对草海湿地表层水体中主要阴阳离子的浓度进行了测定,并对水体中阴阳离子的组成特征进行了分析。结果显示,草海湿地水体受碳酸盐岩溶蚀的影响,水体中的主要的阳离子为Ca~(2+)、Mg~(2+),主要的阴离子为HCO~-_3、SO_4~(2-)。人为活动对草海湿地流域水化学影响明显。     

西安市灞河流域土壤重金属污染及风险评价

灞河流域是陕西省西安市的重要流域，浐河是其一级支流.本文在灞河设置采样点位18个，采集表层泥样19个；在浐河设置采样点位14个，采集表层泥样14个，测定其重金属含量，利用地质累积指数(I_geo)、潜在风险评价(RI)、主成分分析(PCA)和相关性等，对其污染源及其对环境的污染程度进行了分析和评定.研究结果表明：Cd是主要的污染源，As、Cd、Sb、Cu、Zn和Pb的平均质量分数比西安市背景值高；RI结果显示重金属对土壤有轻微污染(RI<150).PCA和相关性表明，由于灞河的农业污染导致了Cd、Zn、Pb和Sb受到影响；工业污染导致了As、Cu和Sb受到影响；汽车排放的尾气也会导致浐河中的Pb污染受到影响.     

胶州湾北岸不同水体水化学及氢氧同位素特征研究

为研究胶州湾北岸不同水体的水化学及氢氧同位素特征,通过样品测试及特征分析,揭示研究区地下水和地表水的水化学特征、补给来源和相互转化关系。研究结果表明：研究区基岩裂隙水水化学类型以Cl－Ca和Cl－Na.Ca型为主,TDS变化范围为582～1708 mg/l,整体以淡水为主,部分点位受海水入侵影响,呈微咸水特征;第四系孔隙水以Cl－Na和Cl.SO4－Na型为主,整体为咸水且化学组分较稳定;河水和胶州湾海水主要为Cl－Na型,河水水化学组分变化程度较大,受大气降水影响呈微咸水—咸水特征。水样点在Piper三线图上分为裂隙水分布区、孔隙水分布区和孔隙水与地表水混合区三个区域,说明研究区地表水和孔隙水具有密切水力联系,相互转化关系明显。祥茂河河水的主要来源为大气降水;洪江河、墨水河河水为大气降水与海水的混合水,且墨水河受海水混合影响程度大于洪江河;胶州湾海水为河水和标准海水的混合水。地下水主要接受大气降水的补给,不同水体受到不同程度的蒸发作用影响,孔隙水受蒸发作用影响较裂隙水强烈,且裂隙水和孔隙水存在密切的水力联系,孔隙水接受裂隙水的补给。     

纳林河深埋矿区水文地球化学垂向综合特征

为了区分蒙陕深埋矿区煤系地层及其顶板各含水层之间的水文地球化学特征差异,利用无机组分、环境同位素和有机组分开展了水质综合研究,结果表明：由于蒙陕深埋矿区位于毛乌素沙漠,地表被风积沙覆盖,具有极好的降水入渗能力,地表水和第四系水中矿化度<500mg/L,阳离子以Ca2+为主,阴离子以HCO3-为主,属于HCO3-Ca·Mg型水;白垩系志丹群与第四系呈不整合接触,整体上构成了一个统一的含水综合体,使志丹群具有较好的补给水源,其无机水质特征与第四系水接近;深部含水层受到安定组相对隔水层影响,补给径流条件较弱,长期水岩作用导致侏罗系水中矿化度一般>3500mg/L,阳离子以Na+为主,阴离子以SO42-为主,属于SO4-Na型水,从水化学特征分析,洛河组与直罗组不存在直接的水力联系。环境同位素特征表明研究区雨水、地表水和第四系水属于现代地下水,志丹群水介于现代地下水和古水之间;深部直罗组和延安组地下水,δD、δ18O值均较低,且落在鄂尔多斯盆地雨水线下端,为循环深度较深,煤炭开采前为封闭条件较好的滞流地下水。地下水中溶解性有机质含量（TOC和UV254）随着含水层深度增加而逐渐降低;地表水和第四系水中主要出现了Ⅰ区和Ⅲ区的荧光峰,其中地表水中DOM来源更加丰富;志丹群、直罗组和延安组水中也出现了Ⅰ区的荧光峰,在Ⅰ区和Ⅱ区之间的荧光峰具有标志性;白垩系→直罗组,Ⅴ区荧光峰强度有增大趋势,表明深部直罗组含水层存在其他来源的腐殖质类DOM。总体上,利用多种手段开展水化学特征综合分析,可以很好地区分出各含水层之间水文地球化学特征差异,为煤矿水情水患快速准确判别和安全生产提供了科学依据。