沙漠腹地达理雅博依绿洲浅层地下水水化学特征分析

为了评价塔克拉玛干沙漠腹地达理雅博依绿洲地下水水化学特征与演化规律及对当地生态环境的影响。在研究区的生态井位观测点采集了19组地下水样品进行检测。综合运用数理统计、相关性分析、Piper三线图、Gibbs模型、Schoeller图和离子比等方法,分析地下水水化学特征和克里雅河尾闾绿洲的水化学演化规律。研究表明:研究区地下水阳离子以Na⁺、Mg⁺离子为主,阴离子以Cl^-、SO₄^2-,为主,Mg⁺、Cl^-、SO₄^2-表现为强变异性,K⁺、Ca⁺、Na⁺、HCO-3表现为中等变异;TDS介于1000mg/L-18620mg/L范围内,平均值为4366.408mg/L,矿化度较高;水化学类型以Cl^--Na⁺为主;地下水样品主要分布于Gibbs图的右上部分,表明研究区地下水主要受蒸发浓缩作用控制,岩石风化和大气降水影响较小;主要离子比表明碳酸盐、蒸发岩和硅酸盐是离子的主要来源,且处于沙漠腹地的独特地理因素,地下水中的离子交换作用较弱。     

民勤绿洲灌区地下水水化学特征及其演化驱动机理

通过分析民勤绿洲灌区55个地下水样的相关水化学指标,探讨该区地下水水化学特征及其演化驱动机理。结果表明:研究区地下水阳离子以Na~+和Mg~(2+)为主,阴离子以SO_4~(2-)和Cl~-为主;其中K~+、Na~+、Mg~(2+)、CO_3~(2-)、Cl~-、SO_4~(2-)表现为强变异性,而Ca~(2+)和HCO_3~-则表现为中等变异。研究区地下水水化学类型以SO_4-Mg型、Cl-Mg型、SO_4-Na型和Cl-Na型为主,沿着地下水流方向(坝区→泉山区→湖区),阳离子中Na~+逐渐取代了Mg~(2+)的主导地位,而阴离子中SO_4~(2-)一直占主导地位,但Cl~-的比重在不断增加。研究区地下水水化学组分主要来自岩盐、石膏等蒸发岩、碳酸盐矿物以及硅铝酸盐矿物的风化溶解。地下水水化学演化是由蒸发浓缩、阳离子交换和溶滤共同作用的结果。该研究结果可为民勤绿洲地下水资源评价、合理利用及其保护提供科学依据与决策指导。     

银川地区地下水化学特征

依据银川地区的水文地质条件将其地下水系统划分为单一潜水和多层结构的潜水———浅层承压水,分析地下水系统中主要离子、矿化度和水化学类型的特征及其变化,表明,潜水含水层自西向东,自北向南水质变差,矿化度升高,主要离子的变化特征与矿化度基本一致,水化学类型由HCO3.SO4-Ca.Mg向SO4.Cl-Na.Mg过渡。浅层承压水含水组的地下水质变化特征和潜水基本一致。     

石羊河流域中下游浅层地下水水化学特征及其成因

为系统研究石羊河流域中下游浅层地下水水化学特征及主要离子来源,于2018年6-8月采集地下水水化学样品62组。综合运用数理统计、Gibbs图、离子比例关系和水文地球化学模拟等方法,分析了石羊河流域中下游浅层地下水的水文地球化学特征,探讨了水化学演化过程及主要离子来源。结果表明:研究区浅层地下水在水平方向上呈现明显的水化学分带,从中游至下游地下水水化学类型由SO4·HCO3-Na·Ca型过渡为SO4·Cl-Na·Mg型,TDS含量也随之升高,流域中游为TDS含量小于1g/L的淡水,至下游演化为TDS含量高于1g/L的微咸水和咸水。该区浅层地下水水化学组分主要受水岩作用和蒸发浓缩作用控制,Ca²⁺、Mg²⁺主要来源于硅酸盐岩和碳酸盐岩的溶解,碳酸盐岩以白云石风化溶解为主,部分水样点存在方解石的风化溶解,阳离子交换作用是影响研究区地下水化学组分的重要过程。模拟结果表明沿地下水流向,地下水离子组分浓度呈递增趋势,岩盐、白云石和石膏发生溶解,方解石沉淀;从中游到下游地下水中阳离子交换作用越来越强烈,且阳离子交换作用强于溶解沉淀作用。     

黄河三角洲水盐演化及补给来源 ——基于水化学与同位素分析

对河口地区地表水和浅层地下水采样调查，结合离子全组分和稳定同位素证据，分析了研究区水化学特征与各水体补给来源，探讨了长期引黄灌溉对区域水循环、地表水-地下水交换的影响。结果显示：(1)河口区地表水与浅层地下水都具有较高的矿化度，浅层地下水与地表水平均矿化度分别为27.96、23.17 g·L-1，地表水和浅层地下水中阳离子Mg²⁺、Na⁺、K⁺，阴离子Cl^-、SO^2-₄是与总溶解固体(TDS)显著相关的主要离子成分；(2)浅层地下水水化学类型为Cl-Na·K，是典型的海水混合或者卤水；地表水由于工、农业和城市污染，水化学类型向Cl·SO₄-Na·K·Ca变化，水化学类型变化复杂；(3) 地表水水体的盐分补给来源于海水混合以及城市及农业污染，而浅层地下水的输入则来自海水入侵以及降水、地表水的下渗补给；(4) 生态调水后地表水对浅层地下水的补给高值区主要分布在农田和近海湿地，补给比例48%~81%，而海岸滩涂带地下水的补给比例最低，这可能与海岸含水层渗透系数相对农田和湿地较小有关。     

新疆喀什噶尔河流域高硫酸盐地下水水化学特征及成因分析

新疆喀什噶尔河流域地下水水化学指标严重超标,尤其是SO42-超标率高达78.9％,是水质型缺水地区.文中采用描述性统计分析水化学特征,相关性分析、主成分分析和δ34S-SO42-关系探究地下水硫酸盐富集的原因.结果表明:研究区地下水呈弱碱性,主要是微咸水和咸水,阴阳离子分别以SO42-和Na+为主导,离子含量的空间差异...     

石河子市浅层地下水化学特征及其成因分析

为研究新疆石河子市地下水化学特征及成因,采用描述性统计和Piper三线图对研究区19个潜水和25个浅层承压水水样的主要离子组分含量及水化学类型进行统计分析,并运用Schoeller图、Gibbs图和离子比值图等方法分析影响研究区地下水化学特征形成的主要因素。结果表明:石河子市浅层地下水为低矿化度的弱碱性水,水化学类型以HCO3-Ca和HCO3·SO4^-Ca型为主,其次是HCO3·SO4^-Na型。影响潜水水化学特征的主要是岩石风化作用和地表水蒸发浓缩后的渗透补给,影响浅层承压水水化学特征的主要因素是岩石风化作用;地下水中少量Ca^2+和Mg2+来自碳酸盐的溶解,一部分Ca^2+来自硫酸盐的溶解,Na^+和Cl^-主要来自岩盐的溶解;γ(Na+-Cl-)与γ(Ca^2++Mg^2+)-γ(HCO3^-+SO4^2+)呈负相关关系,表明阳离子交换作用也是浅层地下水中化学组分形成的重要作用之一。     

策勒绿洲地下水和地表覆被时空变化的研究

策勒绿洲是新疆典型的荒漠绿洲区，地下水是维持该绿洲及过渡带植被生长的关键因素，以绿洲灌区为主体，以2008—2015年地下水时空变化为主线，采用遥感、GS+地统计学、优化K-means聚类和空间信息叠加等方法分析绿洲地下水和地表覆被的变化特征。结果表明：（1）绿洲地下水埋深变幅最大是11号井，为9.66 m；变幅最小是25号井，为0.1 m；地下水埋深存在明显的空间自相关，相关距离为11.852 km；绿洲东北部地下水埋深明显下降，下降区域面积为184.85 km²，占绿洲面积的72%；（2）对绿洲地下水埋深进行优化K-means聚类分区，结果分为4个子区，其中第一、第二聚类中心的地下水埋深均呈现下降趋势；（3）2000—2015年绿洲土地覆盖类型发生较大转变，林地面积显著性减少了26.02 km²，草地面积增加了11.15 km²，农田向东北部明显扩增；（4）绿洲不同地表覆被类型的地下水埋深从深到浅依次为：农田>林地>草地。     

民勤绿洲地下水环境动态研究

根据民勤绿洲1999～2008年51眼地下水位观测井资料和2010年采集的30个地下水水样资料,利用传统统计学和地统计学分析方法对该地区新时期地下水位时空变化动态和地下水化学特性进行了研究。结果表明:民勤绿洲地下水位近10年来总体呈逐年下降的趋势,年均降幅达0.52m;在引黄民调工程、石羊河流域分水方案等政策措施的影响下,2005、2007和2008年地下水位降幅均呈现减小趋势,并在2007年首次出现0.01m的回升;坝区和泉山区地下水位年均降幅较湖区分别高0.23m和0.52m,下降速度明显快于湖区;整个绿洲区地下水平均矿化度为3.34g/L,沿地下水流动方向,地下水化学类型变化较大,由坝区和泉山区南部的SO42--HCO-3-Na+或SO42--HCO-3-Ca2+型淡水-微咸水逐渐变为湖区的SO2-4-C1--Na+-Mg2+咸水-苦咸水。     

疏勒河流域玉门-瓜州盆地地下水化学演化特征

综合运用水文地球化学技术,研究疏勒河流域玉门-瓜州盆地地下水化学特征及演化规律。地下水化学类型从无明显特征逐渐向SO2-4-Na+型水演化。岩盐、芒硝、石膏的溶解对Ca+、Na+、SO2-4及Cl-的影响较大,同时决定着地下水的化学类型。反向阳离子交换对Ca2+、Mg2+的浓度起到了重要作用,芒硝与岩盐溶解的Na+促进了地下水与含水层介质的离子交换,随着交换到水中的Ca2+、Mg2+离子浓度增加,碳酸盐沉淀,HCO-3减少。另外,河水和反硝化作用也对地下水的SO2-4、NO-3和K+的含量有影响。该研究可为采用水化学研究地下水资源属性提供一定的借鉴意义。     

Hydrochemical characteristics and evolution of groundwater in the dried-up river oasis of the Tarim Basin,Central Asia

Intense human activities in arid areas have great impacts on groundwater hydrochemical cycling by causing groundwater salinization. The spatiotemporal distributions of groundwater hydrochemistry are crucial for studying groundwater salt migration, and also vital to understand hydrological and hydrogeochemical processes of groundwater in arid inland oasis areas. However, due to constraints posed by the paucity of observation data and intense human activities, these processes are not well known in the dried-up river oases of arid areas. Here, we examined spatiotemporal variations and evolution of groundwater hydrochemistry using data from 199 water samples collected in the Wei-Ku Oasis, a typical arid inland oasis in Tarim Basin of Central Asia. As findings, groundwater hydrochemistry showed a spatiotemporal dynamic, while its spatial distribution was complex. TDS and δ¹⁸O of river water in the upstream increased from west to east, whereas ion concentrations of shallow groundwater increased from northwest to southeast. Higher TDS was detected in spring for shallow groundwater and in summer for middle groundwater. Pronounced spatiotemporal heterogeneity demonstrated the impacts of geogenic, climatic, and anthropogenic conditions. For that, hydrochemical evolution of phreatic groundwater was primarily controlled by rock dominance and evaporation-crystallization process. Agricultural irrigation and drainage, land cover change, and groundwater extraction reshaped the spatiotemporal patterns of groundwater hydrochemistry. Groundwater overexploitation altered the leaking direction between the aquifers, causing the interaction between saltwater and freshwater and the deterioration of groundwater environment. These findings could provide an insight into groundwater salt migration under human activities, and hence be significant in groundwater quality management in arid inland oasis areas.     

太行山前平原地下水环境演化规律研究

本文依据河北省栾城县最新的浅层地下水水位埋深与水化学等资料 ,在综合分析研究区水文地质条件的基础上 ,系统分析了研究区内地下水水化学特征和地下水埋深分布情况。结果表明 :由于长期利用石家庄市的城市污水进行灌溉 ,区内地下水水化学场已发生明显的改变 ;长期的超采地下水 ,使得本区的地下水位埋深逐年增大。地下水的水化学特征和埋深特征表明 ,在解决本区的水资源短缺问题时 ,除考虑利用各种节水措施改变目前存在的传统灌溉制度外 ,还必须考虑区内污水灌溉对地下含水层污染的可能性 ,防止污染地下水。     

Groundwater hydrochemistry and isotope geochemistry in the Turpan Basin,northwestern China

The Turpan Basin is located in the arid zone of northwestern China and is a typical closed inland basin surrounded by high mountains. It is one of the most arid regions in the world and, as a result, the groundwater in this area is very important for both domestic and agricultural uses. In the present study, the relationships of major elements（K＋, Na＋, Ca2＋, Mg2＋, HCO3-, SO42- and Cl-） and environmental isotopes（δ18O, δ2H and T） in groundwater were analyzed to investigate the evolution of the regional hydrochemistry within the Turpan Basin. The hydrochemistry results demonstrate that groundwater with high total dissolved solids（TDS） concentration is dominated by sodium chloride（Na-Cl） and sodium sulfate（Na-SO4） type water, whereas that with low TDS concentration（typically from near mountain areas） is dominated by calcium bicarbonate（Ca-HCO3） type water. The evolution of groundwater hydrochemistry within the Turpan Basin is a result of calcium carbonate precipitation, evaporation concentration, cation exchange and dissolution of evaporites（i.e. halite, mirabilite and gypsum）. Furthermore, evaporite dissolution associated with irrigation practice plays a key role in the groundwater salinization, especially in the central part of the basin. Environmental isotopes reveal that the groundwater is recharged by precipitation in the mountain areas and fast vertical infiltration of irrigation return flow. In the southern sub-basin the shallow groundwater and the deep groundwater is separated at a depth of about 40 m, with substantial differences in terms of hydrochemical and isotopic characteristics. The results are useful for decision making related to sustainable water resource utilization in the Turpan Basin and other regions in northwestern China.     

银川地区地下水环境演化

本文在总结银川地区地下水监测点的多年水位和水质资料的基础上,研究地下水水位的动态变化和水质随时间的变化。分别对潜水和第一承压水的水位埋深及水质进行分析,结果表明:潜水水位动态变化受外界影响较大,由于人类的合理调控,盐化水域面积缩小,土壤盐渍化面积减小;承压水的水位动态受开采的影响,集中开采区第一承压水降落漏斗范围扩大,并逐渐引起水化学场发生改变。     

渭干河灌区水盐动态变化及其耦合分析

渭干河是新疆著名大河之一,是渭干河绿洲的塑造者,该绿洲的生存和发展与灌区水资源利用关系密切。渭干河灌区环境恶化主要是在自然及人为因素共同作用下形成的。灌区分布于独立而封闭的冲积扇上,原生土壤普遍含盐,加之长期以来重灌轻排,土壤次生盐渍化严重。本文根据渭干河灌区多年水盐监测资料,探讨灌区多年来的水盐动态变化及其耦合关系。研究表明:灌区盐分来源主要为引水携盐,灌区排水是灌区盐分去处的主要途径;灌区地下水埋深,地下水水质存在时间和空间上的变化,地下水状况决定水化学类型。     

策勒西部荒漠-绿洲过渡带地下水特征及生态影响分析

荒漠-绿洲过渡带属于典型的干旱区生态环境脆弱带,在这交错带上植被的生长与分布受地下水环境状况(地下水埋深、水质)制约,显示出地下水重要的生态调控作用。通过对过渡带的观测井数据资料进行分析,结果表明:地下水埋深的年内变化趋势与地表径流变化联系紧密,埋深最高一般发生在1~3月,埋深最低一般发生7~9月,最大变幅在0.23~2.25m之间;地下水中对矿化度起主要作用的阳离子是(Na++K+),Mg2+次之,Ca2+最小,阴离子是C l-、SO42-,HCO3-次之,CO32-在其中的比重最小,几乎为零;矿化度小于5g/L,植被生长不会受到抑制,植被生长与分布主要取决地下水埋深。     

密怀顺研究区地下水NO3--N时空变化分析

密怀顺地区是北京市重要的水源涵养区,直接影响着主城区的供水安全。2014年南水北调盈余水量通过潮白河河道回补地下水,地下水位不断抬升,使常年积累在耕地土壤中NO₃^--N对地下水环境风险不断增加。通过对地下水中NO₃^--N和耕地属性地块研究。结果表明:1)2015-2018年研究区地下水NO₃^--N浓度有升高趋势;2)2015-2018年研究区水质稳定区面积达到164.26km²,占比33.78%;其次为水质略变差区和水质变差区,面积分别为136.76km²和112.74km²,占比分别为28.12%和23.18%。3)耕地属性不变的7个有监测地块地下水NO₃^--N浓度均有不同程度升高,MW-3和MW-1地块超过地下水Ⅲ类水质标准;4)地下水NO₃^--N含量变化与地下水回补有一定关联。     

绿洲地物类型动态变化的生态响应分析——以白杨河为例

应用RS和GIS技术,结合数学模型、空间差值、空间统计分析方法以新疆昌吉州境内白杨河流域分析了土地类型变化对干旱区生态环境的影响。研究数据主要有2000和2005年的遥感影像,区域内的水文水质数据。研究结果表明:近五年来耕地增加了35.6km2,城乡工矿建筑用地增加10.2 km2,未利用地减少47km2,土地利用强度显著提高;冲洪积扇绿洲区上部地下水位年均下降60cm,地下水溢出带水位年均下降90多cm,冲积平原下游地下水位有缓慢升高趋势,北部荒漠区水位比较稳定;绿洲矿化度显著增加,由2000年的300-900mg/L增加到300-1500mg/L;平均植被指数减少1.3,生物量减少,植被呈现退化趋势;经分析证实了白杨河流域生态环境对土地开发的响应。     

渠井结合灌区地下水位动态对变化环境的响应及敏感性分析

以陕西省泾惠渠灌区为研究区,运用线性趋势分析法及Spearman秩次相关检验法分析了灌区地下水系统外部环境因子的变化特征,建立了基于BP神经网络的灌区地下水位动态对变化环境的响应模型,并应用通径分析方法,进行了灌区地下水位动态的敏感性分析。结果表明:近30多年来,灌区降水量呈显著减少趋势,其线性倾斜率为2.09 mm·a-1,蒸发量减少趋势不明显,其线性倾斜率为0.04 mm·a-1;地表水灌溉引水量呈减小趋势,渠首农灌引水量20世纪90年代之前减少了41.6%;地下水开采量减少了39.7%,渠井用水比例减小了33.9%;地下水位埋深不断增大,近31 a来地下水位累计下降了11.88 m;地下水位埋深模拟的平均相对误差为4.52%,检验的平均相对误差为2.23%,误差均在可接受范围之内;敏感性变化环境因子最大为渠井用水比例,最小为降水量。     

黑河中游绿洲土地利用对地下水的影响分析

随着社会经济的发展,土地利用对地下水系统的影响问题越来越受到人们的关注。地下水是西北干旱区水资源的重要组成部分,对绿洲的土地利用有着制约作用。本文阐述了土地利用方式对地下水资源及其环境的影响;分析了土地利用对地下水的影响机制;提出了保证地下水可持续利用的途径和措施。