内蒙古河套灌区秋浇对区域尺度地下水水化学影响分析——以义长灌域为例

【目的】了解灌区秋浇对区域地下水水化学过程的影响。【方法】在测试八大离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-、HCO3-、CO32-)的基础上,综合运用数理统计和水文地球化学分析方法,分析灌区地下水水化学特征。【结果】灌溉后,该灌域整体上Cl-、SO42-、K++Na+、Mg2+、HCO3-的质量浓度增大,而Ca2+质量浓度略有减小,TDS呈现南高北低的分布状态;根据Piper 三线图分析,灌溉前后该区域地下水类型均以Cl-Na型为主,占比分别为75%和61%,相比灌溉前,灌溉后出现Mg-SO4-Cl 型,占比约为16.7%;由Gibbs 模式和离子比例系数图得出,该区域地下水主要受蒸发浓缩以及硅铝酸盐和蒸发岩风化溶滤作用的控制,大气降水对其影响不大。【结论】秋浇之后地下水TDS平均增加约32.9%,说明秋浇对土壤盐分的淋滤作用明显,加强秋浇之后地下水排水力度,对于提高灌区排水排盐效果具有十分重要的作用。     

辉县地区地下水水化学特征及水质评价

为探究辉县地区地下水水化学特征及水质状况,基于2016年丰水期采集的56件地下水样品,综合运用数理统计、水化学、相关性分析、模糊综合评价以及主成分分析确定了地下水水化学特征,评价了地下水水质,并对污染源进行了解析.结果表明:研究区地下水整体呈弱碱性,属于硬水,低矿化度水.地下水中主要阴阳离子为HCO3-、SO42-、Ca2+,就均值而言,阳离子呈Ca2+>Mg2+>Na+>K+的关系,阴离子有HCO3->SO42->Cl->NO3-的顺序.地下水主要水化学类型是HCO3-Ca型和HCO3-Ca·Mg型水;不同时段水质资料对比结果显示,水化学由简单演化到复杂,其季节性变化和年际变化有差异,水化学主要受水岩作用控制,同时也受地表水及人为因素影响.水质评价结果表明研究区地下水质量基本较好,影响地下水水质的主要化学组分是TH、TDS和SO42-.基于主成分分析的地下水污染源解析结果显示,研究区水质主要受农业生产活动、生活养殖废水和工矿企业活动影响.     

银北高水位盐碱地土壤盐分与地下水特征关系分析

根据银北灌区典型高水位盐碱地的土壤盐分与地下水特征的监测数据,运用相关分析法与主成分分析法,对土壤盐分与地下水埋深、地下水水化学特征之间的关系进行了分析。结果表明:(1)研究区土壤盐分垂直分布呈现明显表聚性,0~20 cm土层全盐含量均值为3.34 g/kg,p H均值为8.81;研究区内71%地下水样为微咸水,矿化度TDS均值为2.69 g/L;土壤全盐及盐分组成呈中等强度变异,土壤p H值呈弱变异。(2)耕层全盐含量与土壤中除CO32-和HCO3-的其他离子均呈极显著正相关,其中与Na+、Cl-、SO42-等离子的相关系数大于0.9,与地下水中各指标相关性大小排序为;SO42->矿化度>Cl->Na+>地下水埋深;地下水矿化度与地下水中除CO32-和HCO3-的其他离子均呈极显著正相关,其中与Na+、Cl-的相关系数大于0.9;土壤中的Na+和Cl-与地下水埋深呈显著负相关,与地下水矿化度和地下水中的SO42-呈显著正相关,土壤中的SO42-与地下水埋深呈显著负相关,与地下水矿化度和地下水中的SO42-呈极显著正相关。(3)主成分分析结果表明:影响研究区土壤盐渍化程度的主要因素依次为地下水含盐量及主要盐分离子、土壤中的主要盐分离子、地下水埋深。     

潍坊北部超采区地下水化学成分演变特征分析

以潍坊市北部超采区漏斗演变过程中浅层地下水水化学要素为依据,综合运用Radial plot图、Box-whisker图、Piper三线图解分析了超采区浅层地下水化学成分的演变情况,阐述了硬度、TDS的时空变化规律,揭示了近年来地下水超采影响下该区地下水水质变化规律。结果表明:(1)超采区水化学类型发生改变,2000年研究区浅层地下水水化学类型以Na+-K+-HCO-3、Ca2+-Mg2+-HCO-3型为主,转变为以Na+-K+-HCO-3-Cl-和Ca2+-Mg2+-HCO-3-Cl-型为主;(2)地下水超采地下水改变了地下水的流场,增大了入渗补给,加剧水污染,导致总硬度和TDS浓度的增加;(3)从地下水化学成分的年际变化来看:Na+、K+、Cl-、HCO-3含量变化与地下水位波动基本一致,离子浓度随地下水位的变化发生改变。Ca2+、Mg2+、SO2-4的含量随着地下水位的降低而升高:地下水超采导致含钙镁矿物和石膏等矿物的溶解增多,入渗量增大,离子浓度升高。     

呼伦贝尔煤电基地地下水化学特征及其影响因素

【目的】查清呼伦贝尔煤电基地的水资源质量。【方法】现场采集和收集了81件地下水(其中潜水42件,承压水39件)化学样品进行水质检测。通过描述性统计分析、溶解性总固体(TDS)的分布以及水化学类型的分析,进行研究区的地下水水化学特征研究;通过离子交换和岩石溶滤以及蒸发浓缩分析了其影响因素,最后根据熵权-密切值法评价了地下水的水质情况。【结果】研究区潜水和承压水均属于碱性水,平均硬度值分别为254.81 mg/L和208.22 mg/L,阳离子均以Na~+、Ca~(2+)为主,阴离子以HCO_3~-、Cl-为主;TDS均为高平原向平原及河谷区逐渐变低,且超过1 000 mg/L的区域基本位于高平原上;潜水含水层的水化学类型主要为Ca?Na-HCO_3以及Ca?Na?Mg-HCO_3,承压含水层的水化学类型主要为Na-HCO_3·Cl以及Na·Ca·Mg-HCO_3。【结论】地下水中Na~+是通过含水介质中的Na~+与地下水中的Ca~(2+)和Mg~(2+)交换而得到,水化学特征主要受含钠和钙硅酸盐的溶滤作用影响,采矿活动对其影响基本可忽略,农田灌溉对地下水中NH4+和NO2-有一定的影响。潜水和承压水的水质普遍较差,在河谷区和平原区下地下水水质较好。相关研究成果旨在为呼伦贝尔煤电基地水资源规划和优化配置提供一定的参考价值。     

开封市区近黄河地区地下水化学特征及成因分析

为研究开封市区近黄河地区地下水化学形成机制及地表水对地下水水化学的影响,采用地下水水化学组分基本特征、舒卡列夫分类、Piper三线图、离子比例系数等方法对该区地下水展开了系统研究。结果表明:研究区地下水离子变异系数基本大于地表水,其中Na~+、Cl~-变异系数较大,HCO~-_3变异系数较小,水化学类型由HCO·SO_4·Cl·Na·Ca型转为HCO·Ca·Na·Mg型;地表水和地下水中主要离子间相关系数相差不大,Na~+的来源是盐岩溶解和其他含钠矿物的溶解,Ca~(2+)、Mg~(2+)主要来源于碳酸盐和硅酸盐矿物;自北向南,随着距离地表水越来越远,地下水中水动力作用有小幅度增强,Na~+富集程度则有略微上升;地下水中靠近铁路和地表水的取样点水质污染小于市中心取样点,污染物来源除矿物溶解外,人类活动的影响同样不可忽视。     

青铜峡灌区排水沟—地下水水化学特征及转换关系分析

【目的】分析青铜峡灌区浅层地下水与排水沟的水化学和同位素特征,揭示地表水与地下水之间的转换。【方法】综合运用数理统计、Gibbs模型、Piper图、Schoeller图、阳离子交替吸附作用图等方法,系统分析排水沟水及周围浅层地下水的水化学特征,探讨排水沟与周围浅层地下水的转化关系。【结果】排水沟水总体呈弱碱性或碱性,TDS在休灌期大于灌期;浅层地下水TDS在休灌期和灌期差别不大,但都明显大于排水沟。排水沟和浅层地下水阳离子：Na⁺>Ca²⁺>Mg²⁺>K⁺,阴离子：Cl^->SO₄^2->HCO₃^-。排水沟附近的浅层地下水离子浓度垂向上的差异大于水平方向上的差异。排水沟和浅层地下水的δ¹⁸O和δD在灌期和休灌期差异都不明显,30 m深度浅层地下水同位素贫化明显。【结论】排水沟与浅层地下水的水化学组分受蒸发浓缩和岩石风化作用的控制,同时受混合作用...     

吉林市城区地下水化学时空变化特征分析

根据吉林市城区多年地下水监测点的水质数据,采用数学统计法,离子比例系数法以及Piper图解法,对该地区地下水化学特征进行时间、空间分析。结果表明,研究区的水化学类型沿地下水流方向从Cl·HCO3-Ca·Na·Mg、SO4·HCO3-Ca·Mg型水向HCO3·Cl-Ca·Na型水变化,较为明显的是研究区TDS值呈现由东南向西北方向逐渐增大趋势,符合当地的水文地质条件。研究区溶滤作用、蒸发浓缩作用以及离子交换作用是该区水化学类型形成的主要因素,高矿化度地区主要分布在吉林市的江北一带,其原因与人类开采地下水以及工业污染有关。     

焉耆盆地浅层地下水埋深与TDS时空变异及水化学的演化特征

采用地统计学经典理论分析了焉耆盆地不同时期地下水TDS和埋深在时间和空间的变异特征,对盆地平原区浅层地下水TDS不同时期(1999、2003和2005年)的实测数据进行了半方差函数分析,地下水埋深服从正态分布,地下水TDS服从对数正态分布。地下水TDS和埋深在时间和空间上都存在明显的间变异性,地下水TDS在开都河中下游地区及其二岸灌区有增加的趋势;地下水随时间推移向盐渍化加重方向发展;地下水各项离子浓度都在积聚。利用地学统计VARIWIN2.2和MAPGIS6.5软件绘制了地下水TDS和埋深时空分布格局图,为该地区地下水资源的管理以及防止土壤盐渍化提供理论依据。     

基于地统计分析的河套灌区地下水埋深与矿化度时空变异规律研究

【目的】研究河套灌区地下水埋深和矿化度的时空变异规律。【方法】以内蒙古河套灌区为研究区域,应用地统计学方法和ArcGIS等工具分别研究了1998—2017年灌区地下水埋深和矿化度的时空变异性和空间分布及其影响因素。【结果】①从1998—2017年灌区地下水埋深及其空间变异性逐渐增大,地下水矿化度及其空间变异性先增大后减小。地下水埋深和矿化度的块金系数均较小,表明其主要影响因素为灌区的环境。地下水矿化度块金系数逐渐增大,空间结构性变差,受人为因素影响造成的随机变异性增强。地下水埋深及矿化度的空间自相关性距离逐渐增大,空间连续性逐渐增强;②灌区西南部沿黄河附近地下水埋深相对较浅,基本在2 m以下;西北部和东北部沿狼山山前地下水埋深相对较深,部分区域埋深可达10 m以上,机电井的分布与地下水埋深高值区域的分布相似。矿化度较高的区域分布在灌区西北部和东南部地区,西南及中部局部地区地下水矿化度较低;③丰水年大量的降雨对灌区整体地下水的补给作用,使得丰水年地下水埋深较浅,地下水得到淡化使其矿化度减小。【结论】地下水矿化度较高的区域地下水埋深相对较小,地下水矿化度较低的区域地下水埋深相对较大。     

泾惠渠灌区地下水化学特征及其对不同水源灌溉的响应

为研究泾惠渠灌区地下水水质状况及其对不同水源灌溉的响应,对桥底镇地下水进行系统采样,分析了泾惠渠灌区地下水基本特征、地下水化学成分形成原因和不同灌溉水源区地下水的暂时性变化规律。结果表明,泾惠渠灌区桥底镇浅层地下水以Na+Mg—HCO_3+SO_4+Cl类型为主,地下水环境为碱性咸水,影响TDS的主要离子排序为SO_4~(2-)Cl~-Ca~(2+)Mg~(2+);蒸发浓缩作用、阳离子交换作用和溶解沉淀作用是影响地下水化学成分形成的重要因素;井灌区地下水中各离子质量浓度均比渠灌区高,Ca~(2+)在2种类型区域的量有显著差异且年变异系数最大;引起Ca~(2+)和Na~+暂时性变化的因素是灌溉和降雨。灌区灌溉应在保证水量的情况下优先选择渠水灌溉,降雨集中期和灌溉期要加强灌区地下水水质的管理工作。     

引黄春灌对盐碱土区地下水动态及理化性质的影响

[目的]探究引黄春灌对区域浅层地下水动态及地下水理化性质的影响.[方法]通过监测试验区盐碱地春灌前后地下水位、八大离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-、SO42-、CO32-)质量浓度、地下水EC值、pH值、土壤电导率等指标,运用数理统计和水文地球化学分析的方法,分析春灌前后地下水动态及春灌后地下...     

地下咸水资源冻融脱盐机理与淡化技术研究

以黄淮海平原地下微咸水为研究材料,通过实验室模拟,采用冻融法,研究地下微咸水冰晶融冻过程中融水含盐量以及离子动态变化特征及其之间的相互关系。结果表明,融冰初期(进程10%)融水含盐量高达14.71g/L。随着融冻进程融水含盐量及Cl-、SO24-、CO23-、HCO3-、Na+、Mg2+、K+等离子均呈逐渐递减趋势,且与融解进程呈极显著指数相关(P<0.01),相关程度均达90%以上;Ca2+则呈现先增加后降低的趋势,与融冰进程呈显著抛物线关系。当500mL地下咸水冰晶融解掉79mL水后,剩余水含盐量将会低于2g/L,融掉216.5mL时,可将盐分控制在1g/L以下。融冰前期,离子主要以Na+、Mg2+、Cl-为主,随着融冻进程逐渐演变为以Na+、Mg2+、Cl-、SO24-为主。地下咸水冰晶融冻时含盐量与离子变化具有高度一致性,冰晶融冻技术可达到地下咸水脱盐和控制离子组成的双重目的。     

河套灌区枸杞种植下微咸水代表性盐离子浓度限值研究

为确定适宜枸杞灌溉的微咸水代表性盐离子浓度限值，于2019—2020年在河套灌区下游开展NaCl、CaCl₂、CaSO₄、NaHCO₃、Na₂SO₄ 5种代表性地下水盐分类型和4种浓度水平(质量浓度0.1、0.5、2.0、4.0 g/L)的田间交叉试验。结果表明：在相同矿化度下，外源NaCl、NaHCO₃影响下枸杞生育期受渗透胁迫、次生胁迫最强，外源CaCl₂质量浓度低于2.0 g/L能够缓解枸杞渗透胁迫，外源CaCl₂、CaSO₄质量浓度低于4.0 g/L能够缓解次生胁迫。枸杞干果产量、百粒干质量随外源NaCl、Na₂SO₄、CaSO₄质量浓度升高而降低，在0.1 g/L时达峰值，随外源CaCl₂质量浓度升高呈单峰分布，0.5 g/L时最高。枸杞果实中总糖含量、黄酮含量、氨基酸总量随外源CaCl     

石羊河流域地下水化学演变对水循环更新响应及模拟

采用水文地质调查和水化学技术,通过对石羊河流域山前和中游武威盆地地下水的补径排关系及水化学模拟研究,探讨了该地区地下水化学演化规律对水循环更新的响应。研究结果表明,流域地下水从上游到下游矿化度逐渐升高,溶解性总固体(TDS)质量浓度在131~1 750 mg/L之间;水化学类型呈现明显分带特征,从HCO-3-SO2-4-Ca2+-Mg2+型逐渐转换为SO2-4-HCO-3-Mg2+-Ca2+型。利用GIS软件中的Kriging空间插值方法对研究区1989—2009年TDS进行模拟,结果显示:在时间上,随着年份增加,盆地南部地下水TDS值由于降水和融水的冲释,呈减小趋势,中部先升高后下降;在空间上,自山口沿径流方向,TDS质量浓度逐渐增大。由于河流渗漏对地下水的补给作用,石羊河河床带TDS质量浓度明显偏低。地下水储水量和地下水埋深下降速率分别为3.04×108m3/a和0.47 m/a。随着地下水位埋深的增大,TDS质量浓度呈减小趋势,降低速率在11.12~50.41 mg/(L·a)之间。     

不同施氮条件下再生水灌溉对土壤理化性质及脲酶活性的影响

[目的]探讨不同施氮条件下再生水灌溉对土壤理化性质和脲酶活性的影响.[方法]采用盆栽试验种植上海青,以清水灌溉为对照,上海青出苗后灌水4次,每次1L,研究了不同施氮条件下(0、120、150、180 mg/L)再生水灌溉对土壤氮素分布和脲酶活性的影响.[结果]与清水灌溉相比,再生水灌溉降低了土壤pH值,对有机质量、全氮...     

冲水洗盐对滨海盐碱地盐分变化的影响

【目的】改良盐碱地。【方法】通过引水冲刷的方法,研究盐碱地盐分因子的时空变化,采用常规理化分析方法对样点土壤的盐碱度进行分析,并比较土壤的阴阳离子和生态离子之间的相关性。【结果】随着冲洗的次数增多,土壤中SAR从11.87 mmol/L降到3.02 mmol/L,pH值(从8.47降到8.25,夏季盐碱因子量最低,而秋季为返盐期盐碱因子小幅增加;盐度量随着月份的增加而增加,10月份最大为8.30‰;EC和TDC呈先减小后增加的趋势,分别从982.67μS/cm到1 037.67μS/cm和491.33 mg/L到523.67 mg/L;上、中、下层土在不同月份间有差异。本试验盐碱离子主要是Na+、CL-构成,表现为CL->Na+>Mg2+>SO42->Ca2+>HCO3->K+>CO32-,SAR与Na+极显著正相关。【结论】减少土壤中Na+量对治理盐碱地具有极大的作用。