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。     

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。     

贵州威宁草海地区地下水化学特征与控制因素研究

运用数理统计、Piper图、Surfer软件对研究区地下水化学特征分析。结果表明:地下水化学组分以Ca~(2+)、HCO_3~-为主,其次为Mg~(2+)和SO_4~(2-),TDS均值为519.34 mg·L~(-1),各离子含量由孟家山断层与威水背斜中间地带向两侧逐渐递减。运用Gibbs图、离子比例系数、相关性分析对研究区地下水化学的控制因素研究。结果表明:地下水化学离子组成受蒸发-浓缩作用和大气降水作用影响小,岩石的风化溶滤作用是水化学离子的控制性因素。以方解石(CaCO_3)、白云石[CaMg(CO_3)_2]为主的碳酸盐矿物、石膏(CaSO_4·2H_2O)等硫酸盐矿物以及盐岩的风化溶滤是区域地下水离子的主要来源,其中以方解石(CaCO_3)、白云石[CaMg(CO_3)_2]等碳酸盐矿物的风化溶滤作用最强。     

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。     

巴中市恩阳镇地区浅层地下水水文地球化学特征分析

通过采取研究区45组浅层地下水样,基于水文地球化学基础理论,运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、相关性分析、离子比例系数分析和水化学平衡分析,对研究区地下水水文地球化学特征进行研究。结果表明:地下水化学组分中,阳离子以Ca~(2+)为主,均值为91.11 mg·L~(-1);阴离子以HCO3-为主,均值为330.15 mg·L~(-1);TDS均值为481.2 mg·L~(-1);地下水化学类型主要为HCO_3-Ca型。研究区地下水系统属于开系统,主导研究区地下水水化学特征的是岩石风化溶滤作用,碳酸盐矿物的风化溶滤是研究区地下水离子的主要来源,以方解石(CaCO_3)、白云石[CaMg(CO_3)_2]溶滤为主,其中,方解石大部分处于非饱和状态(SI_C小于1),白云石处于饱和状态(SI_D大于1)。     

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%。     

关中盆地浅层地下水水化学场演化规律研究

在野外调查与室内试验的基础上,重点研究了关中盆地浅层地下水水化学场时空演化规律.研究表明：区内浅层地下水天然水化学场空间分布主要受地质、地貌和水文地质条件的制约,且具有明显空间分布规律.     

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。     

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。     

河水化学离子成因及影响因素的因子分析探讨

因子分析通过提取影响水化学场形成的主要因素,定量研究流域内岩石风化等对河水化学离子的影响程度,从而对河水溶解质综合分析,反映水化学形成及变化规律。对朝鲜半岛汉江流域前人已发表的数据进行因子分析,研究南北支流水化学的主控因素及其影响程度,结果显示:岩溶作用是汉江流域重要的风化过程,对南北汉江河水溶解质贡献率分别为41.83%和43.15%;硅酸岩类的风化作用较弱,对南北汉江河水溶解质贡献率分别为13.94%和12.12%;人类活动和大气沉降对汉江水化学贡献较大,对南北汉江河水溶解质贡献率分别为29.37%和37.14%。硫酸对南北汉江岩石风化的贡献分别为68%和95%,硝酸参与了南汉江流域的岩石风化。硫酸和硝酸在岩石风化吸收大气CO2中的作用及其对通量计算的影响应引起注意。综合因子得分和总溶解固体浓度有很好相关性,因子分析结果很好地反映了研究区的实际情况。汉江河水离子在空间分布上受地质背景控制,在时间上受降雨等气候变化影响。     

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。     

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。     

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。     

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...     

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。     

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。     

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。     

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.