长江沿江平原（安庆段）高砷地下水化学特征与演化研究

在对安庆沿江平原地下水和沉积物开展地球化学特征研究的基础上,分析典型地下水流路径上地下水化学演化过程,揭示了该地区高砷(As)地下水的成因．研究结果表明:研究区潜水中总As质量浓度明显高于承压水,高As地下水赋存于弱碱性还原环境中,主要分布在冲-洪积和冲-湖积过渡区．地下水高As区含水介质中有效态As质量浓度明显高于地下水低砷区,有效态As主要以铁锰氧化物结合态和碳酸盐吸附态形式存在．典型地下水流路径的水化学特征显示,从补给区到排泄区,地下水逐渐演化为弱碱性还原环境,铁氧化物发生还原性溶解引起吸附在含水介质表面或晶格里As的释放是区内高As地下水形成的重要原因．      

曹县高氟地下水的分布特征及成因

以山尔省曹县为例,通过实地调查和样品采集分析,对高氟地下水的分布特征及成因进行了研究．结果表明：曹县浅层地下水中F-含量范围为0．2—3．2mg／L,超标高氟水呈片状广泛分布;大部分深层地下水F-含量也超出国家饮用水口生标准,需增设除氟设备降氟,才可作为供水水源．高氟的岩石和土壤是本区高氟水形成的物质基础,由于蒸发作用强烈,地形平坦低洼,地下水径流排泄不畅,加上适宜的水化学条件,造成了地下水中F-的累积和富集．此外,农业污染有可能是形成本区高氟地下水的人为原因．     

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。     

高寒区典型流域地下水化学特征、影响因素及健康风险

为深入理解高寒区地下水化学演化并科学指导地下水资源管理,以典型高寒区流域格尔木河流域为研究对象,对其2019年地下水化学特征及其影响因素进行了分析,基于熵值水质指数、Durov图和钠吸附比对融雪期、丰水期和枯水期地下水水质进行了评价,并利用健康风险评估模型对地下水NO₃^-和F^-的潜在健康风险进行了评估。结果表明：3个时期地下水化学类型变化不大,山区潜水以HCO₃^-型为主,平原区潜水以Cl^-型为主,而承压水以HCO₃^-型为主,高离子浓度的地下水分布在平原溢出带;潜水化学成分融雪期主要受春耕施肥的影响,枯水期受工业废水、生活污水排放的影响,丰水期受水岩作用的影响;流域大部分潜水不适合灌溉,细土平原溢出带少数潜水不适合饮用;F^-对人体健康的非致癌风险大于NO₃^-并已危及儿童,此外,两者对人体健康的非致癌风险枯水期比其他时期更严重。减少生活污水和工农业废水...     

Hydrochemical characteristics and recharge sources of Lake Nuoertu in the Badain Jaran Desert

We present a case study of physical and chemical indicators and isotope characteristics of Lake Nuoertu,one of the largest and deepest lakes of the Badain Jaran Desert.We analyze the concentrations of eight ions,total dissolved solids,and stable isotope composition of the lake and groundwater,as well as radioactive isotope tritium concentration in groundwater.The results show that annual and seasonal variations of the physical and chemical characteristics of Lake Nuoertu water are significantly greater than those of groundwater.The lake is uniformly mixed in the horizontal and vertical directions,and the hydrochemical types of the lake at different depths are consistent for Na–Cl–CO3–(SO4).Stable isotope composition of the lake and groundwater at Nuoertu is distributed along the local evaporation line(EL)slope,which is less than the slope of the global meteoric water line.The comparatively small slope shows the characteristic strong evaporation in the study area.Lake water isotopes are mostly in the upper right corner of the EL,whereas groundwater is mostly in the lower left corner.The main recharge source of Nuoertu lake water is groundwater,in combination with lake water and groundwater level change.The age of tufa springs around Nuoertu is about75–80 a,which shows that the initial recharge source of the lake is a mix between modern and 1952 or older;however,further research is required.     

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...     

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。     

农作物有效潜水蒸发试验研究

在潜水埋深较小的地区,潜水蒸发对农作物的影响很大．本文通过对小麦在不同潜水埋深、不同生长季节情况下的潜水蒸发和有效降水灌溉量的分析,得出了小麦在不同时期的需水量、潜水蒸发量以及全生长期的有效潜水蒸发系数,从而可以有目的地确定灌溉时间和水量,充分利用地下水,节约地表水资源．     

土壤水动力学在平原水文模拟中的应用

本文对平原水文模型中如何充分而又实际地运用土壤水动力学的理论和方法进行了探讨,用数值法求解一维垂向饱和-非饱和里查兹方程来模拟垂向水流和土壤水及地下水动态;用稳定状态的近似解来计算潜水蒸发;用非线牲水库概念模型来模拟地下水对河道的排水过程.所建议的方法在五道沟实验区试用,效果良好.     

Suitability assessment of deep groundwater for drinking, irrigation and industrial purposes in Jiaozuo City, Henan Province, north China

Groundwater has been a major natural resource for human consumption in north China. It is necessary to appreciate the suitability of deep groundwater for drinking, agricultural irrigation, and industrial uses in this region. To this end, a total of 47 groundwater samples were collected from the study area; by comparing the concentrations of different hydrochemical variables with quality standard values, the variable fuzzy set (VFS) was applied to calculate the groundwater quality index (GQI) for various purposes, respectively. Afterward GQI spatial distribution maps were constructed using a geographic information system (GIS) tool to delineate spatial variations of groundwater quality. In this case study, the GQI spatial distribution maps reveal that the areas covered by "Maximum Permissible" groundwater for varying purposes (drinking, irrigation, and industrial) is 1377.2; 2354.7; and 3854.8 km2, respectively. The groundwater in the eastern part of the study area is suitable for drinking, with the southwestern region as the irrigation water source; the entire study area is acceptable for use in industrial, except the western part of Jiaozuo City. Therefore, the GQI spatial distribution maps can provide useful information for non-technical decision makers for better sustainable groundwater resources management.     

生态输水工程对塔里木河中下游地区地下水循环特征的影响

利用环境同位素技术结合水化学特征,对塔里木河中下游地区生态输水影响下地下水循环规律进行监测分析。结果显示:塔里木河中下游各断面地下水p H值变化不大,矿化度和各离子差异明显,地下水水样以Na+、Cl+占绝对优势;矿化度较低的断面其离子浓度变化较小,反之,矿化度高的断面其离子浓度变化幅度较大;塔里木河中游δ2H和δ18O变化趋势基本一致,随着距河道距离的增大,δ18O的值呈增大趋势,下游H、O同位素变化波动较大,下游各样点距河道最近处(即50m处)H、O同位素最小,随着距河道距离的增大,H、O同位素亦呈增大趋势变化;塔里木河中下游地下水、地表水中δ2H和δ18O之间均呈明显的线性关系,中游地表水补给是地下水的主要来源;下游地下水中H、O同位素则普遍高于地表水,说明水体受到严重的蒸发作用,导致同位素富集外,也说明存在地下水对河水的补给。     

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。     

锌超标地下水的处理方法

重金属对中国地下水造成了不同程度的污染,一些地区的地下水中锌的含量已严重超过标准限值,这对当地居民的身体健康造成了严重威胁,但目前中国对于锌超标地下水处理方法的研究却较少。因此对于地下水锌超标地区,寻找效果较好、适用于饮用水的处理方法对于提高饮用水水质、保护人体健康意义重大。在综述地下水中锌污染现状、饮用水中锌含量的基础上,分析了可用于饮用水处理的膜法、吸附法和离子交换法等方法用于去除水中锌的特性与差异,并对这些方法存在的不足和未来发展趋势进行了探讨,分析表明,吸附法和离子交换法用于地下水除锌处理尚有不足,反渗透则相对较适用,即前置超滤或纳滤的反渗透工艺可作为地下水处理设施改造的优选方案。明确的工艺取向对锌超标地下水处理与设施升级改造具有重要指导意义。     

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。     

张家口坝上地区高氟地下水分布与成因分析

张家口坝上地区存在高氟地下水，对当地居民饮用水安全造成潜在危害．本文基于坝上地区299组潜水（井深≤50 m）样品的水质分析结果，通过反距离权重插值法，结合ArcGIS软件对研究区地下水氟的空间分布进行分析；通过统计分析法、水化学分析法、地球化学模拟等方法进行水化学特征与高氟地下水成因分析．结果表明:研究区水化学类型以HCO₃-Ca型、HCO₃-Mg型、Cl·HCO₃-Na型为主，水化学组分主要受岩石风化溶解作用影响；地下水氟的空间分布从补给区到低洼地带的排泄区呈逐渐增大的趋势，高氟地下水（ρ（F?）>1.5 mg·L?1）广泛分布于康保县南部和尚义县北部地区的洼地排泄区、沽源县西北部的湖淖排泄区以及张北县北部的隐伏玄武岩地区；含氟矿物的水岩相互作用与离子交换作用是研究区高氟地下水形成的主要机制；蒸发浓缩作用、蒸发岩（如岩盐、石膏）的溶解、含钙矿物（如方解石、白云石）的沉淀以及碱性环境黏土矿物表面的吸附解吸过程都是坝上地区地下水F?富集的主要控制因素．      

松辽西部地区高氟地下水形成机理

为了查明高氟地下水的分布、形成条件,通过环境地质调查及水样测试,从地层、气象、地质地貌、水文地质及水文地球化学等几个角度进行了系统分析,初步探明了该地区高氟地下水的主要分布区域.依据大量地下水化学分析资料,分析了高氟地下水的形成机理.研究结果表明,岩石和土壤中的氟离子经过淋溶作用溶于地下水,是形成高氟水的重要原因之一.此项研究为饮水型地氟病的防治提供了科学基础,从而避免氟中毒的发生.     

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。     

五常市傍河地下水遗传毒性及健康风险评价

应用SOS/Umu遗传毒性检测方法,检测五常市河水及傍河地下水遗传毒性物质并开展健康风险评价;表征不同季节傍河地下水遗传毒性变化特征.结果表明:五常市河水和傍河地下水中均存在遗传毒性物质,河水遗传毒性水平较高,傍河地下水遗传毒性水平显著低于河水,说明傍河取水(riverbankfiltration,RBF)对河水中的遗传毒性物质有一定去除作用,去除率最高可达99.6%.健康风险评价结果表明:河水及傍河地下水存在致癌风险,风险水平最高可达5.53×10-6;河水及傍河地下水遗传毒性季节变化特征显著,融冰期致癌风险值高于平枯水期和丰水期.表明温度和水量对河水和傍河地下水中遗传毒性物质含量有一定的影响.研究结果可为健全水源地安全管理,优化饮用水处理技术提供基础数据.      

高瓦斯特长高铁隧道通风方案设计及监测分析

成都至自贡高铁白云山隧道全长13 340 m,为特长高瓦斯隧道,多工区、多阶段施工通风问题严重制约着隧道运营施工与人员安全。通过工作面最大通风量、最大供风量及沿程风压损失对不同工区施工阶段进行通风计算,设计单工区通风方案及隧道总体贯通顺序,并采用水气分离方法处理地下水及自动安全监控系统实时监测隧道瓦斯浓度。分析表明：施工的大部分时间内,2#～6#斜井的瓦斯浓度均偏低,说明合理的通风方案及工区贯通顺序可以有效降低隧道瓦斯浓度;采用水气分离方法对地下水进行处理,将地下水和瓦斯分别排出,可进一步降低隧道内瓦斯浓度;监控系统对2#、3#和6#斜井出现的瓦斯排放异常情况及时报警提示并断电保护,保证了隧道施工进度及人员安全。针对特长高瓦斯隧道多工区、多阶段施工通风,基于隧道通风方案、贯通顺序、水气分离处理及瓦斯监测等方面建立一套完整的通风监测设计方法,为类似工程提供指导。     

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。