吐鲁番盆地平原区地下水水化学成因机制及灌溉适宜性

在新疆吐鲁番盆地平原区共采集52组地下水水样和7组地表水水样,综合运用水化学法、氢氧稳定同位素、正演模型(FM)和因子分析等方法,定性-定量揭示了地下水溶质来源及水化学的影响因素,并进行灌溉水质评价.结果表明:北盆地浅层地下水属中性-弱碱性,而南盆地浅层地下水、深层地下水均呈弱碱性;优势阴、阳离子均分别为SO_(4)^(2-)和K^(+)+Na^(+).大气降水是研究区地下水的主要补给来源,与北盆地浅层地下水和南盆地深层地下水相比,南盆地部分浅层地下水受到一定的蒸发作用影响.地下水溶质来源主要受控于岩石风化作用,以蒸发盐岩为主;河流输入、人类活动和岩石风化分别对北盆地浅层地下水、南盆地浅层地下水及南盆地深层地下水溶质的相对贡献为(10.23%,1.25%,88.52%)、(10.72%,0.66%,88.62%)和(5.30%,0.44%,94.26%).吐鲁番盆地浅层地下水水化学主要受到溶滤-蒸发作用(54.31%)和农业活动-有机质含量(35.36%)的影响,而溶滤作用(58.96%)和环境(28.97%)2个因子为南盆地深层地下水水化学特征的主控因素.南盆地深层地下水基本适合灌溉,北盆地浅层地下水受高EC值以及南盆地浅层地下水受高EC值和高%Na的共同影响,导致部分地区不适合灌溉.

新疆巴里坤湖流域平原区地下水水化学特征及健康风险评价

【目的】了解巴里坤湖流域平原区地下水水化学特征及地下水污染指标对人体健康造成的危害。【方法】依据2022年8月地下水水质资料,采用离子比值法和饱和指数法对地下水控制因素进行分析,并综合运用熵权水质指数法和健康风险评估模型进行地下水水质及人体健康评价。【结果】研究区地下水整体属于低矿化度、硬度中等的弱碱性水,水化学类型以HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Na型为主;地下水水化学特征主要受岩石风化作用和阳离子交换作用的影响;巴里坤湖流域平原区75.0%的地下水可以直接饮用,8.3%的地下水为中等质量,16.7%的地下水不适合直接饮用;超标离子的非致癌健康风险指数均小于1,为人体可接受的风险水平,Na^(+)的非致癌健康风险指数最高,且儿童的潜在非致癌风险高于成人。【结论】研究区地下水水质状况良好,但博尔羌吉镇以北区域存在一定的潜在风险。地下水是工农业用水的重要来源之一,通过对地下水水化学特征及健康风险进行分析,为饮用水安全、预防地方性疾病、生态环境保护、农业灌溉和工业用水选择等方面提供科学依据和支撑。

新疆民丰县西部绿洲区地下水水质影响因素分析

为掌握新疆民丰县西部绿洲区地下水水化学特征及水质主要影响因素,基于现场井口直接采集的地下水水样,使用现场检测法及实验室测试法相结合得到的24组地下水水样检测数据,运用杜罗夫图研究水化学特征,通过主成分分析法提取水质特征指标,并结合绝对主成分得分-多元线性回归法(APCS-MLR)量化分析地下水水质影响因素。结果表明,研究区地下水整体呈弱碱性微咸水。水中主要阳离子按均值排序依次均为Na^(+)>Ca^(2+)>Mg^(2+)>K^(+),主要阴离子排序分别为SO_(4)^(2-)>Cl^(-)>HCO_(3)^(-)(潜水)与Cl^(-)>SO_(4)^(2-)>HCO_(3)^(-)(承压水),水化学类型以SO_(4)·Cl^(-)Na·Mg型为主;研究区水质特征指标为Na^(+)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)、Ca^(2+)、F^(-)、As、溶解性总固体(TDS)和总硬度(TH);地下水水质不仅受到水-岩相互作用与蒸发浓缩作用(自然环境作用),还受农牧业-生活污水(对潜水与承压水的贡献率分别为19.68%与22.14%)的影响。

新疆石河子-昌吉地区2016―2020年地下水位动态特征分析

【目的】探明新疆石河子-昌吉地区地下水位变化规律及其驱动因素。【方法】基于2016―2020年研究区44眼监测井的逐月地下水埋深,划分地下水动态类型,绘制了多年地下水埋深累计变幅分区图和高低水位期地下水流场对比图,综合直线趋势分析方法和灰色关联分析方法对地下水位动态特征及其影响因素进行分析。【结果】区内潜水动态类型为灌溉入渗-开采型和水文-开采型,承压水动态类型为开采型。石河子市地下水位呈快速上升趋势(埋深变幅多为-3~-2 m);玛纳斯县南部地下水位快速上升(多为-4~-3 m),北部水位快速下降(多>5 m);呼图壁县地下水位快速下降(多>5 m);昌吉市地下水位动态变化相对缓慢,以缓慢下降为主(多为2~3 m)。石河子市和玛纳斯县南部水位回升主要取决于低水位期,北部地下水漏斗区局部水位回升则相反;呼图壁县水位持续下降受高、低水位期共同影响;昌吉市水位动态稳定,与河流补给作用有一定关联。【结论】耕地面积、地下水开采量和地表水源供水量是潜水水位变化的主控因素,承压水水位变化主要受耕地面积和地下水开采量的影响。

基于多元统计方法的新疆巴里坤盆地地下水水化学特征及其影响因素分析

多元统计方法能同时对多个变量进行分析研究,是一种可用于地下水水化学特征相关分析的有效工具。基于12组水样的9项指标,运用多元统计方法系统分析了新疆巴里坤盆地地下水水化学特征及其影响因素。结果表明:该地区内主要分布低矿化度的HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Na型水(占总取样点的33.3%)和HCO_(3)·SO_(4)-Ca型水(占总取样点的25.0%),地下水中各离子的空间变异性为中等以上。地下水水化学特征主要受以Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、总硬度(TH)、溶解性总固体(TDS)为主要荷载变量的蒸发浓缩作用和以HCO_(3)^(-)为主要荷载变量的溶滤作用影响,两种作用的贡献率分别达76.17%和14.87%。研究结果可为当地地下水资源的保护和可持续利用提供科学依据。

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NO_(3)^(-)整体表现为:机井水>泉水>河水,HCO_(3)^(-)和Ca^(2+)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HCO_(3)-Ca型为主,河水水化学类型主要为HCO_(3)-Ca型和HCO_(3)·SO_(4)-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%的机井水和100%的泉水适合饮用或基本适合饮用,或进行适当处理后适合饮用;不适合饮用的水样点主要受Fe、F-和NO_(3)^(-)等超标严重影响;对于灌溉水质评价而言,区内河水、机井水和泉水水质较好均适合灌溉。

石河子-昌吉地区地下水水质时空变化及污染源解析

为了探明新疆石河子-昌吉地区地下水水质时空变化并解析污染源,综合运用基于香农熵的贝叶斯水质评价模型、Spearman秩相关系数、主成分分析和绝对主成分得分-多元线性回归受体模型(APCS-MLR)等方法,对23眼原位井2016~2021年逐年地下水水质数据进行分析.结果表明:(1)研究区多年地下水水质状况总体较好,潜水水质类别以Ⅰ类和Ⅱ类为主,承压水主要为Ⅰ类.(2)从时间看,2016年和2017年分别为潜水和承压水水质变化的关键时间节点,Ⅳ类和Ⅴ类水仅出现在节点之前,之后在Ⅰ~Ⅲ类水范围内波动.(3)从空间看,潜水水质优劣排序为:石河子市≈呼图壁县>玛纳斯县>昌吉市;承压水为:石河子市≈昌吉市>呼图壁县>玛纳斯县.(4)研究区多年地下水水质类别和主要水质指标在时空变化上基本对应,且异质性较强.(5)潜水水质主要受到溶滤作用(67.30%)、溶滤-迁移作用(10.89%)和农业-生活污染(9.44%)的影响,溶滤-富集作用(52.08%)、农业-生活污染(16.06%)和碱性环境的离子交换作用(12.64%)对承压水水质影响较大.尽管研究区多年水质状况整体呈改善趋势,但未来玛纳斯县北部149团的地下水盐化问题需重点关注.