新疆昌吉州东部平原区地下水水文地球化学演化分析

为探究新疆昌吉州东部平原区地下水水质演化过程，采用数理统计、Piper三线图、Gibbs图和离子比法对昌吉州东部平原区2016年63组地下水水质取样点及54组2012—2015年地下水水质监测数据进行分析。结果表明：昌吉州东部平原区2012年地下水阳离子平均含量总体为Ca²⁺>K⁺+Na⁺>Mg²⁺，阴离子平均含量总体为HCO^3->SO₄^2->Cl^-；从2013年开始，SO₄^2-逐渐增大，Ca²⁺逐渐减小；到2016年阳离子平均含量总体为Ca²⁺>K⁺+Na⁺>Mg²⁺，阴离子平均含量总体为HCO₃^->SO₄^2->Cl^-。水化学类型由2012年HCO₃—Ca·Mg（Ca·Na、Ca·Na·Mg）型向2016年HCO₃·SO₄—Ca·Na·Mg（Ca·Mg、Ca·Na）演化，这主要与含水介质的风化作用和蒸发浓缩作用有关，而蒸发浓缩作用更加体现在承压水区的上部潜水中。地下水中Na⁺、K⁺、Cl^-主要来自岩盐的溶解；Ca²⁺、Mg²⁺主要来自蒸发岩溶解；SO₄^2-主要来自石膏（CaSO₄·2H₂O）和芒硝（Na₂SO₄·10H₂O）的溶解。Cl^-、SO₄^2-除来自岩盐的溶解外，还受到人类活动的影响。     

煤矿开采影响下岩溶地下水化学特征及演化机制研究

黑龙洞泉域位于邯郸市西南部,是北方主要的岩溶泉群之一,也是重要的煤炭开采区,其地下水化学特征是影响邯郸地区水环境质量的重要因素。为充分了解煤矿开采条件下地下水化学特征及演化机制,利用多元统计分析、水文地球化学分析等方法对不同区域(西区、东区)地下水化学特征进行深入分析,并探讨控制地下水化学演化的主导因素。结果表明：研究区地下水中主要阴阳离子组分为HCO₃^-、Ca²⁺,且东区地下水主要化学组分含量普遍高于西区。西区和东区地下水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型,而东区地下水SO₄^2-含量较高,部分水样为SO₄·HCO₃-Ca、SO₄·HCO₃-Ca·Mg型。岩石风化作用是控制研究区地下水化学成分的主导因素,且以碳酸盐岩的风化溶解为主,过高的SO₄^2-含量源于含煤地层中硫化物的氧化、石膏的溶解;离子...     

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。     

甘肃梨园河流域地下水来源及其水化学特征

通过分析水化学与氢氧稳定同位素的关系,研究梨园河流域地下水的补给机理和水化学演化规律。地下水总溶解固体（TDS）自西南向东北递增,最大值为1 258 mg/L。沿流程方向,深层地下水的水化学类型由Ca-HCO₃→Ca-Mg-HCO₃、Mg-SO₄→Na-SO₄型。浅层地下水的水化学类型由Ca-HCO₃→Mg-HCO₃-SO₄→Mg-SO₄型。地表水的水化学类型无分异,主要为Ca-HCO₃型。深层和浅层地下水沿途均发生了水岩融滤作用。Na⁺含量沿程增大,一是地下水中Ca²⁺与岩石中Na⁺发生阳离子交换作用,二是硅酸盐矿物的风化作用产生Na+。Phreeqc软件模拟显示,深层地下水中方解石先沉淀后溶解;CO₂、石膏、白云石和岩盐溶解。浅层地下水中,方解石由不饱和逐渐变为饱和;石膏、岩盐一直溶解。地下水的δ²H和δ¹⁸O值大部分位于大气降水线上方,反应了山区现代降水或雪冰融水通过出山地表径流补给,交替更新快,且深层地下水向上补给浅层地下水和地表水。地表、地下水相互转化是该区水循环的主要特征。     

博尔塔拉河上游河谷地区水化学特征及水质评价

为了解博尔塔拉河上游河谷地区地下水和地表水水化学特征及水质状况,以36组水样数据为基础,运用Piper图、相关性分析、Gibbs图和离子比值等方法研究水化学特征及其影响因素,采用熵权-贝叶斯水质评价模型、Wilcox图和USSL图等方法进行水质评价。水化学分析结果显示：（1）研究区机井水、泉水和河水均为弱碱性淡水,总硬度（TH）、溶解性总固体（TDS）、F^-和NO₃^-整体表现为：机井水>泉水>河水,HCO₃^-和Ca²⁺分别为优势阴、阳离子,博尔塔拉河上游水中各组分含量沿程呈增加趋势;（2）区内机井水和泉水水化学类型以HCO₃-Ca型为主,河水水化学类型主要为HCO₃-Ca型和HCO₃·SO₄-Ca·Na型,水化学特征主要受控于岩石风化作用,水化学组分主要来源碳酸盐岩风化,且存在蒸发盐岩溶解,同时也受阳离子交换作用和人类活动的影响。饮用水水质评价显示,82.6...     

新疆玛纳斯河流域地下水砷氟分布及共富集成因

砷(As)、氟(F)污染水体及其共存问题是环境领域的热点问题，长期暴露其中对公众的身体健康存在巨大威胁。以新疆玛纳斯河流域为研究区，分析高As、高F地下水的水化学及空间分布特征，结合地质条件、赋存环境和人类活动的影响进一步阐明地下水As和F的来源、迁移与富集的水文地球化学过程。结果表明：研究区地下水整体为弱碱性、还原环境的淡水，地下水As、F质量浓度变化范围分别为1.13～41.35μg·L^-1、0.06～8.02 mg·L^-1，高As、高F地下水水样占总水样的62.9%、45.7%，砷氟共富集占总水样的37.1%。砷氟共富集地下水主要分布在平原区北部靠近沙漠边缘，水化学类型主要为HCO₃·Cl型和HCO₃·SO₄·Cl型。研究区南部山区高As、高F岩层是地下水As、F的原生来源，区域地质构造与水文地质条件是影响地下水砷氟富集的重要因素。玛纳斯河流域高As地下水具有高pH值、低γSO₄^2-/γCl^-比、低Eh等特...     

内蒙古伊敏盆地地下水水化学特征及其成因

采矿活动强烈地改变了区域水文循环特征并对地下水化学特征产生明显影响,揭示煤矿开发影响下的地下水系统演变特征,可为煤矿区的生态环境保护和可持续发展提供理论支持。本文以内蒙古伊敏盆地为例,在水文地质调查的基础上结合地下水流动系统理论、Piper三线图、Gibbs图、离子比例系数、矿物饱和指数等分析方法探究煤矿开采活动干扰下的地下水化学变化特征。结果表明：研究区水环境整体上呈弱碱性,采矿显著影响区和非影响区内检测指标存在着不同程度的超标情况。盆地内煤矿开采疏排地下水加速了区域水文循环速度,使显著影响区水质向淡化方向演化。露天煤矿的开发使得原本封闭的地下水系统变得开放,含硫煤以及硫铁矿氧化产酸激发的一系列水-岩相互作用是区域地下水化学特征发生变化的主因。盆地地下水的水化学成分受蒸发浓缩作用和水-岩相互作用的影响。沿着地下水的流动方向,显著影响区内水化学类型是从HCO₃-Ca·Na型向HCO₃-Ca型变化,TDS和Cl-浓度呈现出下降趋势;在非影响区内是从HCO₃-Ca·Na型向Cl-Ca·Mg型转变,TDS和Cl-浓度表现为上升...     

干旱-半干旱地区地下水水文地球化学演化规律研究

研究干旱-半干旱地区的地下水的演化规律对于该地区的工农业发展具有重大的意义。从地下水动力场、水岩作用的角度,对鄂尔多斯盆地北部的都思兔河-盐池地下水系统的地下水水文地球化学演化规律进行了研究,并应用PHREEQC软件计算出矿物饱和指数。研究表明:该地区地下水随着水流方向,地下水的水质发生明显的改变,并且水化学类型也呈现出了由HCO3型水向Cl型水转化的较强的规律性变化。总体上,水岩作用为石膏、萤石、菱铁矿的溶解以及方解石和白云石的沉淀作用。     

荒漠绿洲过渡带地下水氢氧稳定同位素、水化学特征及演化机理研究

地下水作为西北干旱区保障性的自然资源和战略性的经济资源，对维持地区生态平衡至关重要。随着工业化和城市化进程加快，对地下水的需求量骤升，同时不合理的开发利用也引起水质恶化、水位下降等环境问题凸显。探明地下水化学特征和演化机理，对防止其恶化，确保可持续利用至关重要。文中将多元统计方法、水化学方法及同位素技术相结合，分析典型干旱区地下水化学特征、氢氧稳定同位素特征，探讨其演化机理和不同因子的影响程度。结果表明：1)研究区地下水化学类型多达20种，主要水化学类型为Cl·SO₄-Na·Mg型(占比35.12%),其次为Cl·SO₄-Na型(占比20.83%)、Cl-Na型(占比11.90%),表明研究区的地下水化学类型受到成土母质、干旱气候的共同影响。同位素分析结果显示：区内浅层地下水受蒸发作用影响较大，且大气降水对地下水补给过程中受到了强烈的非平衡蒸发作用影响。2)相关性分析结果显示：NO^-₃、TP、TFe以及HCO^-₃与土地利用方式的相关性显著，耕地、园地的地下...     

新疆焉耆盆地平原区地下水反向水文地球化学模拟

新疆焉耆盆地平原区地下水呈碱性环境,用PHREEQC软件中反向水文地球化学模拟的方法对此演化机理做了水-岩作用模拟。模拟结果表明:研究区潜水、浅层承压水及深层承压水在地下水流动方向上由上游至下游的演化过程中基本以石膏、方解石等矿物的溶解;白云石等的沉淀以及阳离子交换作用为主。从研究区上游往下,水中矿物相迁入、迁出的数量逐渐增大,水-岩作用逐渐增强。得到的结论有:矿物相的溶解析出和阳离子交换作用共同控制着演化,焉耆盆地平原区地下水由浅至深阳离子交换作用越来越强烈;各模拟路径物质转移量阳离子交换作用比溶解沉淀作用多2~5个数量级,说明阳离子交换作用强于溶解沉淀作用。     

河西堡化工园区地下水化学特征与高氟水成因机制

为促进河西堡化工园区的高质量建设和当地经济发展,通过野外调查、水化学样品采集测试、统计分析、Piper图、Gibbs模型、氯碱指数、反向水文地球化学模拟等方法,分析了园区地下水化学特征与高氟水成因机制。结果表明,园区地下水水化学类型主要为SO₄·Cl-Na和SO₄·Cl-Ca·Mg型水,劣质组分主要为TDS、F^-、SO■、Cl^-。地下水中F^-含量为0.23～5.23mg·L^-1,呈东北高、西南低的分布格局。高氟地下水占比达76.5%,主要分布于pH为7.56～8.25的弱碱性地下水中,水化学类型为SO₄·Cl-Na型。高氟地下水的成因主要受控于含氟矿物的风化溶解与阳离子交换作用,次要控制因素为吸附解吸作用、蒸发浓缩作用及含钙矿物的沉淀,人类活动对高氟地下水的形成影响较小,研究成果对园区地下水开发利用和饮水安全具有指导意义。     

新疆昌吉州东部平原区地下水水文地球化学演化分析

为探究新疆昌吉州东部平原区地下水水质演化过程,采用数理统计、Piper三线图、Gibbs图和离子比法对昌吉州东部平原区2016年63组地下水水质取样点及54组2012-2015年地下水水质监测数据进行分析。结果表明:昌吉州东部平原区2012年地下水阳离子平均含量总体为Ca^2+> K^++Na^+> Mg^2+,阴离子平均含量总体为HCO3-> SO42-> Cl^-;从2013年开始,SO42-逐渐增大,Ca^2+逐渐减小;到2016年阳离子平均含量总体为Ca^2+>K^++Na^+> Mg^2+,阴离子平均含量总体为HCO^3-> SO4^2-> Cl^-。水化学类型由2012年HCO3-Ca·Mg(Ca·Na、Ca·Na·Mg)型向2016年HCO3·SO4-Ca·Na·Mg(Ca·Mg、Ca·Na)演化,这主要与含水介质的风化作用和蒸发浓缩作用有关,而蒸发浓缩作用更加体现在承压水区的上部潜水中。地下水中Na^+、K^+、Cl^-主要来自岩盐的溶解;Ca^2+、Mg^2+主要来自蒸发岩溶解;SO4^2-主要来自石膏(CaSO4·2H2O)和芒硝(Na2SO4·10H2O)的溶解。Cl^-、SO^2-4除来自岩盐的溶解外,还受到人类活动的影响。     

河套灌区西部土壤盐渍化分异特征及其主控因素

由于长期引黄灌溉,河套灌区土壤广泛次生盐渍化,严重影响了区域经济和生态良性发展。通过对河套灌区西部临河区土壤盐渍化现状进行系统调查分析,查明了研究区内土壤盐渍化程度、类型及其分布特征,讨论了区域土壤盐渍化的主要影响因素和成因。结果表明：（1）研究区内50%以上的土壤发生了不同程度次生盐渍化,呈斑块状分布,北部及东南部土壤盐渍化较严重,尤其是总干渠和黄济渠两侧的洼地;土壤主要盐分类型为SO₄-Na和SO₄·Cl-Na型。（2）研究区浅层地下水的总溶解固体（TDS）含量平均值为2.13 g·L^-1,属于微咸水,平均水位埋深为4.65 m,65%的调查点埋深小于3 m。（3）长期地表漫灌和冬季压盐引起的地下水位抬升和强烈的蒸发浓缩作用是形成高TDS地下水的直接原因,而较高的地下水盐度、浅层地下水位抬升和强烈的潜水蒸发引起的盐分上升是冲积平原土壤盐渍化的主要控制因素。     

新疆伊犁河谷地下水化学特征及其形成作用

在野外水文地质调查工作基础上,对伊犁河谷潜水进行取样分析测试,采用Arc GIS空间分析功能,piper三线图,Gibbs图等方法,重点对两条典型剖面的地下水化学特征及其成因进行了分析。结果表明:1)区域水化学组分阳离子以Ca~(2+)、Mg~(2+)为主,阴离子以HCO_3-、SO_42-为主。水化学类型以HCO_3-Ca、HCO_3-Ca·Mg、HCO_3·SO_4-Ca以及HCO_3·SO_4-Ca·Mg型为主,TDS以<1g/L为主,水质优良。2)"1号剖面"主要阴、阳离子自北向南呈现同步变化规律,自北向南水化学类型依次为HCO_3-Ca、HCO_3·SO_4-Ca·Mg、HCO_3·SO_4-Ca·Na。"2号剖面"由东向西水化学类型依次为HCO_3-Ca·Mg、HCO_3·SO_4-Ca·Mg、HCO_3·SO_4-Ca·Na。地下水化学类型与所处地貌单元紧密相关。3)研究区地下水水化学特征的形成与岩石溶虑作用、蒸发浓缩作用、混合作用等密不可分,但以岩石溶虑作用为主。人类活动对研究区地下水化学组分产生的影响较小。     

鄂尔多斯盆地洛河组地下水地球化学模拟——以陕西省长武-彬县地区为例

文中以揭示鄂尔多斯盆地长武-彬县地区白垩系洛河组地下水水化学场的形成机理为主要研究目的。在了解鄂尔多斯盆地的地形、地势、地貌、新构造运动、岩石类型、岩性构造和其他特征的基础上,运用化学热力学原理、质量作用定律和质量守恒定律,应用水文地球综合分析方法和地下水地球化学模拟技术,对白垩系洛河组地下水进行了水-岩作用的地球化学模拟。应用Phreeqc软件定量分析研究了该区地下水的演化过程、形成机理,总结了矿物或次生矿物的溶解沉淀规律以及水溶液中化学成分的变化,主要结论为:1)在水流模拟路径上主要发生了方解石与伊利石的沉淀和白云石、石膏、岩盐、斜长石、钾长石和钾云母的溶解,以及Ca-Na2间的阳离子交换作用;2)在水D20点南附近可能是洛河含水岩组地下水的排泄基点。结果表明水-岩作用模拟结果有助于揭示研究区地下水化学环境的演化机制。     

酒泉东盆地地下水化学特征及成因分析

为研究酒泉东盆地地下水化学特征及其成因,采用描述性统计、舒卡列夫分类、相关性分析、Gibbs图解法及离子比例系数法,对研究区地下水107组水样进行系统的研究分析。结果表明:研究区地下水总体呈弱碱性淡水;阳离子以Mg~(2+)和Na~+为主,阴离子以SO_4~(2-)和HCO_3~-为主;水化学类型由盆地南部山前单一结构平原的HCO_3·SO_4-Mg·Ca型向盆地中部的细土平原区的HCO_3·SO_4-Mg·Na、HCO_3·SO_4-Na·Mg、SO_4-Na·Mg型过渡,最后演变为盆地北部金塔南山前的SO_4·Cl-Na·Mg型;在盆地南部山前的地下水补给-径流区,地下水中的化学组分主要来源于水岩作用下硅酸盐岩、蒸发盐岩及碳酸盐岩的溶解,随着由补给-径流区向盆地北部的排泄区过渡,蒸发浓缩作用及阳离子交替吸附作用逐渐成为地下水化学成分演变的主控因素。     

冻融作用下地下水浅埋区土壤盐分及离子变化特征

冻融作用是地下水浅埋区土壤盐渍化的重要原因之一，了解其对土壤盐分及离子变化的影响对土壤盐渍化防治具有重要意义。为探究冻融作用下土壤盐分及离子的分布及变化规律，以太谷均衡实验站地中蒸渗仪系统为试验设备，结合野外和室内试验分析了2020—2021年冻融期内6种不同地下水埋深下土壤剖面水分、可溶性盐分及离子含量的变化特征以及冻结层在冻融过程中对土壤盐分运移的影响，并采用灰色关联法分析了土壤含盐量与离子间的关联度。结果表明：（1）蒸渗仪土壤中以Na⁺、Ca²⁺、HCO₃^-、SO₄^2-及Cl^-为主，土壤含盐量与Na⁺和HCO₃^-极显著相关，与Ca²⁺、SO₄^2-和Cl^-显著相关。（2）冻结层在整个冻融过程中对于Ca²⁺和Cl^-变化影响较小，对Na     

许家沟泉域岩溶地下水硫同位素特征及硫酸盐来源解析

硫酸对碳酸盐岩的溶蚀作用影响着岩溶碳汇效应,确定其分布特征及来源对估算区域岩溶碳汇量至关重要。北方太行山前岩溶泉域地下水中的硫酸盐受多因素影响,其来源及控制机制尚不清晰。为此以许家沟岩溶泉域为研究对象,利用水化学和硫氧双同位素示踪技术,分析了硫酸盐和δ¹⁸O_SO4、δ³⁴S_SO4值的分布特征,解析了硫酸盐的来源,并借助IsoSource软件量化了各来源的贡献率。结果表明：泉域岩溶地下水硫酸盐含量为4.17～129.24mg·L^-1,平均值为27.55mg·L^-1,从裸露区到深埋区硫酸盐含量呈增大趋势;δ¹⁸O_SO4、δ³⁴S_SO4值分别为4.95～7.64‰、3.60～14.02‰,平均值为6.12‰和7.27‰,δ¹⁸O_SO4<...     

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。     

中国西北中小型盆地天然地下水水化学特征——以公婆泉盆地为例

研究分析干旱气候条件下甘肃北山公婆泉盆地天然地下水水化学成分特征,结合水文地质条件与水化学特征Piper三线图表明:研究区存在4种类型地下水,白垩系深层水中钙镁离子含量相对高于其他类型水.地下水氚同位素结合水化学特征较好地区分了水源点的水文地质属性.氢氧同位素表明,该区地下水来源于大气降水,第四系浅层水受到强烈的蒸发作用,发生了一定程度的氧漂移,并影响"混合水"的同位素组成.最后分析了地下水主要离子的来源,以及地下水形成过程中所受到的溶滤、沉积和蒸发等水文地球化学作用.