瓯江流域下游温州平原地下水化学演化特征、控制因素及对人体健康的影响

【研究目的】滨海地带地下水化学演化特征及其控制因素研究对沿海城市地下水资源可持续利用具有重要意义。【研究方法】在野外调查取样和历史资料综合分析的基础上,运用水化学图解、离子比例关系、多元统计分析及环境同位素方法,系统分析了温州平原地下水化学演化特征,探讨了影响地下水化学演化的主要控制因素。【研究结果】(1)温州平原潜水以淡水为主,HCO_(3)^(-)、Na^(+)、Ca^(2+)占主导地位,承压水以微咸水和咸水为主,Cl^(-)、Na^(+)占绝对优势;(2)从山前到海积平原,研究区潜水由低矿化度的HCO3型水向较高矿化度的Cl型水转变,主要受天然水化学作用控制,人类活动使局部地区地下水化学出现异常;(3)十年尺度上,潜水主要组分含量存在一定程度下降,水化学类型向Cl^(-)比重减少、HCO_(3)^(-)比重增加的方向演化;(4)水岩相互作用、海水作用、氧化还原环境等自然因素和工农业生产、生活排污等人为因素是温州平原地下水化学演化的主要控制因素。【结论】地下水健康风险评价结果显示,区内地下水存在一定的潜在非致癌风险,潜水的非致癌风险小于承压水,饮水途径摄入是危害人体的主要途径,相同环境下儿童的非致癌风险高于成人。因此,有必要对存在健康风险的地下水进行长期监测,加强这类地区的地下水资源管理和污染防治。

煤矿矿井水水质形成及演化的水动力场-水化学场-微生物场耦合作用与数值模拟

煤矿矿井水的水质形成与演化过程机理复杂,受水动力场、水化学场和微生物场等多场作用影响显著。深入研究并揭示煤矿矿井水水质形成机理与演化趋势、阐明采空区封闭后矿井水的多场耦合作用机制是矿井水污染防控与修复的理论基础。以鄂尔多斯盆地某煤矿采空区为水文地质原型,在前期研究的基础上,进一步建立了煤矿采空区积水水位回升、蓄满后水动力-水化学-微生物场(HCB)多场耦合室内相似模拟和数值模型。采空区水动力场研究结果表明基质-裂隙双孔隙模型能有效模拟采空区水位回升过程,模拟误差为9.9%,其模拟精度远高于理论预测和单孔隙模型。水化学场模拟结果与试验较为吻合,SO_(4)^(2-)、HCO_(3)-和p H模拟相对误差分别为3.0%、21.0%和6.2%,模拟结果较为可靠。模拟结果显示采空区蓄水过程中水岩反应和微生物作用不明显;而蓄满后水动力几乎停滞,但水化学场和微生物场较为活跃,2号煤和3号煤层中黄铁矿的氧化反应使得SO_(4)^(2-)质量浓度提升约24.6%;后期采空区水环境演化为弱酸性、厌氧还原条件,微生物降解作用凸显,将SO_(4)^(2-)有一定的“自净”能力。通过调整微生物代谢速率常数,可将SO_(4)^(2-)降解比例提高到61.6%。实际工程场景中可通过补充碳源、人工建立密闭厌氧环境等强化手段实现这一目标。将多场耦合室内试验和数值模拟技术拓展到煤矿采空区积水水质形成与演化规律研究,研究结论可为煤矿区矿井水污染防治提供指导。

裸露型岩溶区人类活动输入对地下河水化学的影响

地下河是西南岩溶水的重要赋存形式,在区域人畜供水中发挥重要作用,裸露型岩溶区因其特殊水文地质结构,地下河易受到人类活动输入的影响。利用水文地球化学分析、水化学演化图(Hydrochemical Facies Evolution Diagram,HFE-D)、环境同位素辨析等多手段研究人类活动输入对开阳地下河水化学的影响。结果表明:阴阳主要离子分别是HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)和Ca^(2+)、Mg^(2+),水化学类型为HCO_(3)-Ca·Mg,主要受控于岩石风化控制,但地下河系统中SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)及Cl^(-)受到南部县城、垃圾填埋场和渣场输入的影响。HFE-D发现地下河下游始终处于受影响状态,δ^(34) S-SO_(4)^(2-)同位素表明SO_(4)^(2-)主要来源生活污水输入(71%),其次是大气降雨(22%)。δ^(15) N-NO_(3)^(-)-δ^(18) O-NO_(3)^(-)同位素计算显示NO_(3)^(-)主要来源于污水排放(42%)、大气降雨(37%)和农业输入(21%),地下河系统的开放性不利于氮素的反硝化降解。

亚热带季风区边缘坡立谷河流水化学特征及外源水的增汇效应:以广西马山县清波河流域为例

雨热同期的亚热带季风气候促进了岩溶碳汇的发生,受外源水补给的边缘坡立谷是岩溶区碳酸盐岩溶蚀作用强烈的区域,对该区不同类型水的水化学特征研究有助于加深对岩溶固碳作用规律的认识。本文运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图和主要离子比值等多种方法,对亚热带典型边缘坡立谷的河流水化学特征、成因及其碳汇效应等进行了分析。结果显示:(1)边缘坡立谷的河水类型主要有外源水、外源水补给的地表河、外源水补给岩溶地下河和岩溶地下水等,其总离子浓度呈递增趋势,岩溶地下水的Ca 2+浓度平均值为91.06 mg/L,分别是外源水补给地下河水、外源水补给地表水和外源水的2.3、4.3和12.4倍,其中外源水补给的地表河水化学离子浓度变化较大;(2)外源水进入岩溶区后,Ca 2+和HCO-3浓度逐渐升高,方解石饱和指数逐渐偏正。在亚热带季风区大量降雨导致的水循环加快的情况下,外源水对碳酸盐岩具有较强的侵蚀性;但外源水无论以补给岩溶地下河还是以地表水进入岩溶区后,其与碳酸盐岩的反应时间或接触面积不足,影响了岩溶碳汇增汇的提升。

西藏易贡湖流域地表水水化学特征及其控制因素

为探究易贡湖流域地表水水化学特征及其控制因素,以藏东南易贡湖流域为研究对象,采集了26组地表水样,绘制了水样点主要离子线性变化趋势图、Gibbs图及Piper三线图等,运用相关分析、线性趋势分析、数理统计和离子比等方法。分析了研究区地表水主要离子特征及其控制因素,揭示了研究区地表水水中的主要物质来源。结果显示:易贡湖流域地表水阳离子主要为Ca^(2+)、Mg^(2+),K^(+)和Na^(+)含量较低,4种阳离子的含量关系为:Ca^(2+)>Mg^(2+)>Na^(+)>K^(+),阴离子主要为HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)和Cl-,NO_(3)^(-)和F^(-)含量较低,阴离子含量关系为:HCO_(3)^(-)>SO_(4)^(2-)>Cl->NO_(3)^(-)>F^(-),H_(2)SiO_(3)浓度值变化平稳,围绕6.9 mg·L^(-1)上下波动变化,pH值沿程变化平稳,在7.84~8.37之间,水体属于弱碱性。Ca^(2+)、Mg^(2+)和HCO_(3)^(-)是构成易贡湖流域地表水中的3种主要离子,水化学类型以HCO_(3)^(-)Ca·Mg或HCO_(3)^(-)Ca型为主。岩石溶滤作用是主要控制因素,阳离子交替吸附作用和蒸发浓缩作用均相当微弱,人为活动影响十分有限。

太行山区阜平县温泉水化学特征及成因分析

河北省阜平县位于太行山腹地,温泉出露于变质岩地层和变质核杂岩构造区,开展温泉水化学及成因分析,对于变质岩区隆起山地型地热资源的勘查开发具有一定的指导意义。本文基于阜平县自然地理及区域地热地质背景,采用野外调查及采样测试等手段,综合运用水化学及稳定同位素等方法明确了温泉水化学特征和主要离子物质来源,初步推测了温泉的补给来源、深部热源等。阜平县温泉水质总体呈弱碱性,变质岩区温泉水化学类型为SO_(4)^(-)Na型,碳酸盐岩区为HCO_(3)^(-)Ca·Mg型,水化学演化以风化溶解作用为主导,阳离子交换作用为辅。温泉流体中的SO4^(2+)、Na^(+)主要来自硫化物和硅酸盐溶解,HCO_(3)^(2-)、Ca^(2+)、Mg^(2+)主要来自碳酸盐溶解。研究区温泉的补给水源为大气降水,并具有轻微的18O漂移现象,补给高程为1500~2600m,推测补给区位于研究区西北部变质岩区和东北部的碳酸盐岩区;研究区温泉样品均达石英理论平衡溶解线,估算热储温度56.46~133.71℃,循环深度2213.0~8092.3m;研究区温泉热源主要来自深部幔枝构造、低速高导层及构造热,韧性剪切带和深大断裂作为传热通道,地表热显示主要受控于断裂构造。研究区地热资源属于深循环可再生能源,热储温度达中高温标准,可进一步开展深部地热资源的勘查开发工作,促进当地经济绿色可持续发展,助力阜平县乡村建设。

氨型碱性水化学对690TT腐蚀特性的影响

为探索氨型碱性水化学对传热管材料690TT腐蚀行为的影响,开展传热管材料690TT合金在B-Li-NH_4OH和NH_4OH两种水质下的腐蚀特性研究,分析690TT腐蚀产物释放特性,综合评价氨型碱性水质对690TT腐蚀特性的影响。研究结果表明,690TT材料与两种氨型碱性水质均具有较好的相容性。690TT在两种水质中均形成了致密的氧化膜,氧化膜由NiFe_(2)O_(4)尖晶石氧化物和少量的铁氧化物Fe_(2)O_(3)组成,相对而言690TT在NH_(4)OH型水质条件下的总腐蚀失重量、总腐蚀产物释放量略低于在B-Li-NH_(4)OH水质下,但690TT向水质释放的Ni元素总量与上述规律相反,这可能与Ni元素和氨形成络合物[Ni(NH_(3))_(m)]^(2+)有关,Ni元素释放量增加对反应堆一回路辐照场控制有不利影响。本研究结果可为氨型碱性水化学技术的设计和应用提供数据支撑。

水化学环境下白垩系五龙组砂岩崩解能量耗散模型

白垩系时期的五龙组砂岩,由于其地层年代新,沉积时间较短,岩石内部胶结作用不完全,因此在水化学环境下极易被侵蚀并发生崩解,进而诱发各种灾害。本文以白垩系五龙组砂岩为研究对象,将其置于不同酸碱度的化学溶液中进行岩石的循环崩解试验。通过试验分析了水化学作用下白垩系五龙组砂岩崩解过程中岩石的耐崩解指数;得到每次循环崩解后,各粒径范围内崩解物质量百分比,基于此分析了岩石在水化学环境下的崩解特性;使用微观观察手段和检测手段探究了崩解前后矿物组分变化及崩解过程中岩石的微观结构演变规律;基于热力学以及断裂力学相关理论,构建崩解过程的能量耗散数学模型。研究结果表明:白垩系五龙组砂岩整体崩解速率先增后减并最终趋于稳定,其崩解物粒径分布较集中,主要在0.25 mm以下;在不同水化学环境下,白垩系五龙组砂岩的崩解强度呈现酸性>碱性>中性的差异化特征;将不同崩解循环次数下崩解物颗粒级配分布数据和微观几何结构参数代入能量耗散模型,结合实际情况分析表明岩石崩解能量耗散模型能较好表征岩石的崩解过程。研究成果可为岩石的崩解机制研究提供参考。

水文地质单元交界区潜水水化学特征及演化分析:以泰州市区为例

泰州市区位于长江北部三角洲平原水文地质亚区与里下河低洼湖荡平原水文地质亚区的交界带。为对比研究两亚区潜水层的水化学特征,通过电荷平衡、统计分析、Piper图、Gibbs图、离子比例、相关分析等方法,分析了水化学主要指标空间分布、水化学类型、相关联系、离子来源,探讨了水化学演化的成因及两亚区的差异来源。结果表明:区内潜水阳离子含量Ca^(2+)>Na^(+)>Mg^(2+)>K^(+),阴离子含量HCO_(3)^(-)>SO_(4)^(2-)>Cl^(-),北部多为微咸水,中南部以淡水为主,主要指标含量从北到南逐渐降低,水化学特征以硅酸盐风化类水岩作用为主,全新世海侵的遗留成分仅对北部潜水有少量影响,人类活动影响均以农业灌溉为主,阳离子交换作用以正向阳离子交换的方式发生。亚区间水化学成分和水化学类型差异明显,两亚区水化学特征差异的主要成因是全新世海退后迥异的沉积环境以及地貌的影响。

内蒙古乌努格吐山铜钼矿区地下水化学特征及其成因机制

内蒙古乌努格吐山铜钼矿地处呼伦贝尔草原腹地。本文对研究区内地下水及地表水进行了系统采样测试,应用数理统计、Piper三线图解、相关性分析、Gibbs模型以及离子比例关系等方法对研究区水样进行综合分析。研究结果表明,区内水体阳离子以Ca^(2+)和Na^(+)为主,Ca^(2+)基本来源于钙镁硅酸盐岩的风化溶解,Na^(+)主要来源于岩盐溶解;阴离子以HCO^(-)_(3)和SO_(4)^(2-)为主,主要受碳酸盐的溶解影响,局部受含硫矿物的氧化和尾矿液渗透影响较大。水化学类型以HCO^(-)_(3)Ca·Mg和HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Mg·Na型为主,总体呈中性,大部分属微硬淡水。区内水化学成分主要受溶滤作用影响,阳离子交替吸附作用和浓缩作用也有一定影响。基本查明了矿区及其周边地下水化学特征及其成因机制,为矿山地质环境影响评价、绿色和谐矿山建设以及草原生态环境保护等提供科学依据。

基于断层量化隐伏型煤矿基岩含水层水化学空间演化机制研究

地质构造是控制地下水化学场形成的关键因子,但由于其类型、性质和组合方式存在较大差异,致使定量表征地质构造对含水层水化学空间演化是个难点问题,亟待解决。本文以典型隐伏型煤田——淮北煤田袁店一矿的二叠系主采煤层砂岩裂隙含水层(简称“煤系”)和石炭系太原组灰岩岩溶裂隙含水层(简称“太灰”)为研究对象,基于主成分分析和离子比例分析,阐明控制含水层水化学空间演化的关键因素,利用断层复杂系数量化地质构造对地下含水层水-岩作用的影响,揭示袁店一矿水化学空间演化机制。研究结果表明,袁店一矿煤系主要水-岩作用为阳离子交替吸附与脱硫酸,太灰主要水-岩作用为碳酸盐溶解与黄铁矿氧化。袁店一矿东部断层复杂系数平均值为0.56,中部为0.61,西部为0.71。随着断层复杂系数平均值的增加,断层愈发育,煤系在袁店一矿主要水-岩作用阳离子交替吸附与脱硫酸有向非碳酸盐溶解转变的趋势;太灰在袁店一矿主要水-岩作用碳酸盐溶解与黄铁矿氧化有进一步增强的趋势。研究成果为研究华北隐伏型煤田地下水化学演化的构造控制机制提供了新思路,奠定了良好的理论基础。

广安市平行岭谷区地下水化学特征及控制因素分析

广安市渠江以东是川东典型的平行岭谷区,具有独特的水文地质条件,为探寻该区域地下水化学特征及控制因素,运用Piper三线图、Gibbs图、Phreeqc软件、离子比例系数图及Pearson相关性分析等方法,结合区域水文地质条件综合分析区域地下水化学组分空间分布特征、水岩作用类型、地下水化学组分来源及其主控因素。研究结果表明:研究区内浅层地下水主要为低溶解性总固体(total dissolved solids,TDS)的淡水,浅层地下水阴离子主要为HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-),阳离子以Ca^(2+)、Na^(+)为主,地下水类型以HCO_(3)^(-)-Ca^(2+)型、HCO_(3)^(-)-Ca^(2+)·Mg^(2+)型和HCO_(3)^(-)-Ca^(2+)·Na^(+)型为主;地下水水化学组分主要来源于碳酸盐岩及硅酸岩溶滤,盐岩对地下水影响小;地下水中的钾盐、石膏、硬石膏、盐岩、萤石均处于非饱和状态中,地层中相关矿物是地下水中相关离子的主要来源;地下水化学组分主要受到溶滤作用、正向阳离子交换、煤矿开采及农业活动控制。研究结果可为研究区水资源合理开发利用、生态环境保护以及成渝区域经济发展提供科学依据。

基于水化学特征及抽(放)水试验的含水层垂向水力联系研究

新街矿区3-1煤埋深大,煤层顶板巨厚直罗组及志丹群含水层为主要充水含水层,地表水及含水层间的水力联系影响着矿井涌水;基于水化学特征及抽(放)水试验进行了含水层垂向水力联系研究。研究区水化学测试及Piper图结果表明:地表水、志丹群及直罗组含水层水矿化度逐渐增大,水化学类型由HCO3-Ca型转变为SO4-Na型。Gibbs图及SOM模型等分析表明:地表水中离子主要来源于碳酸盐岩、硅酸盐岩的风化作用,志丹群及直罗组含水层离子主要来源于硅酸盐岩和石膏,且直罗组含水层还存在金属硫化物的氧化,地表水、志丹群含水层、直罗组含水层水化学特征控制因素由水岩相互作用转变为蒸发浓缩作用,且志丹群及直罗组含水层有较强的阳离子交替作用。Cl-指标定量表明:地表水与志丹群含水层、志丹群与直罗组含水层水力联系度为0.28,属于中等水力联系程度,地表水与直罗组含水层水力联系度为0.43,水力联系较弱。地面志丹群含水层抽水试验与井下直罗组含水层放水试验表明:志丹群含水层与直罗组含水层间存在水力联系,志丹群含水层与直罗组含水层为矿井主要充水含水层。

银川盆地地热水水化学特征及形成机理

地热能绿色可持续,对于实现“双碳”目标至关重要。银川盆地是典型的寒旱区域,对热能需求巨大。针对银川盆地地热的研究基本集中于估算地热资源量,对地热水的水化学特征及形成机理研究较少。因此以运用水文地球化学、氢氧稳定同位素、放射性同位素(氚和14 C)测年和水岩作用模拟等方法分析银川盆地内地热水水化学特征及形成演化机制。研究结果表明银川盆地地热水水化学类型为Cl-Na型和Cl·SO4-Na型。Na+在阳离子中占比最大,Cl-在阴离子中占比最大。岩盐的溶解是Na+的主要来源之一,另一个来源是阳离子交替吸附作用。石膏的溶解是SO 2-4主要来源。银川盆地补给区高程为范围在2600~2900 m,平均补给高程为2762.44 m,地热水来源并非大气降水直接补给,而是贺兰山地区高海拔处的大气降水沿贺兰山东麓断裂对银川盆地地下热水进行补给,地热水最老年龄为20750 a,存在亚现代地下水的混合水,补给高程高且距离远。

2014—2020年扬州市地下水水化学特征变化分析

为研究扬州市地下水水化学特征时空变化及其影响因素,综合应用多元统计分析法、Piper三线图解法、Gibbs图解法及离子比值法,对扬州市2014年和2020年地下水进行水化学特征变化分析。结果表明:2014年以来地下水水化学组分未发生明显变化,潜水阳离子以Ca^(2+)、Mg^(2+)、Na^(+)为主,阴离子以Cl^(-)和HCO_(3)^(-)为主;承压水阳离子以Ca^(2+)和Na+为主,阴离子以HCO_(3)^(-)为主。6年来水化学类型逐渐增多,种类更加多样化。水化学组分主要受岩石风化控制,潜水还受到蒸发-浓缩作用影响,少数地区亦受到阳离子交换影响。

扬州市浅层地下水水化学特征及成因分析

为研究扬州市浅层地下水水化学特征及其成因,综合应用统计分析法、Piper三线图解法、Gibbs图解法及离子比值法等,对扬州市2023年浅层地下水进行水化学特征分析。结果表明:扬州浅层地下水阳离子以Ca^(2+)、Mg^(2+)、Na^(+)为主,阴离子以Cl^(-)和HCO_(3)^(-)为主;水化学类型以HCO_(3)^(-)-Ca型、HCO_(3)^(-)-Ca·Mg型和HCO_(3)^(-)·Cl^(-)-Ca·Na型为主;主要阴、阳离子存在空间差异性,总体呈现由南至北增高的趋势,在局部区域出现极值;水化学特征主要受岩石风化控制和蒸发浓缩作用影响,少数地区还受到阳离子交换影响;地下水化学组分主要来源于硅酸盐岩与碳酸盐岩的溶解作用,部分还来自蒸发岩盐的风化溶解。

大汶河流域中下游浅层地下水水化学特征及其影响因素

泰安市是黄河流域下游高质量发展的主战场,地下水是其重要的供水水源.为查明大汶河流域中下游地区浅层地下水水化学特征及其影响因素,采集浅层地下水80组,对其12项化学指标进行检测分析.综合运用数理统计、离子比值、水化学图解、饱和指数等方法系统地分析了水化学组分的空间分布、水化学特征,讨论了控制水化学组分的主要离子来源及其影响因素.结果表明:①大汶河流域中下游浅层地下水pH介于6.52~8.00之间,TDS(溶解性总固体)浓度介于364.00~2627.00 mg/L之间,以淡水、微咸水为主,由东向西沿着地下水流向逐渐升高;TH(总硬度)介于245.06~1235.02 mg/L之间,以硬水、极硬水为主.②地下水中阳离子以Ca^(2+)为主,阴离子无主导成分,以混合型为主,研究区内浅层地下水水化学类型较为复杂,以HCO_(3)-Ca型、HCO_(3)·SO_(4)-Ca型为主,同时出现了NO_(3)型水,建设用地水化学类型多达14种,其次为耕地(13种)和林地(6种).③地下水中主要离子来源于碳酸盐岩、硅酸盐岩的风化溶解,岩盐、石膏处于不饱和状态,方解石、白云石处于溶解沉淀的平衡状态.研究显示,大汶河流域中下游浅层地下水水化学特征主要受水岩相互作用控制,阳离子交替吸附作用较弱,同时也受到了农业和工业等人类活动的影响.

陕西北洛河流域地下水水化学和同位素特征及其水质评价

【研究目的】北洛河是黄河的重要二级支流,研究该流域典型支流地下水的水质状况对于黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。【研究方法】本文以北洛河流域为主要对象,系统查明流域地下水水质现状,圈定劣质地下水分布区,为饮水安全提供保障。此外,对该区地下水水化学和D-18O同位素组成进行分析,研究地下水水化学特征及演化机制,揭示水文地质条件及人为因素对区域地下水水文地球化学特征的控制和影响作用。【研究结果】区内地下水水化学成分除受岩石风化和蒸发浓缩作用的共同控制之外,部分还受到人类活动的影响。D-18O同位素组成指示了地下水整体上受蒸发浓缩作用影响。【结论】上游碎屑岩中的石膏、盐岩等易溶矿物经溶滤进入地下水,下游松散孔隙水在蒸发浓缩的作用下积聚盐分导致上、下游地下水TDS较高;奥陶系岩溶含水岩组和新生界断陷盆地含水岩组地下水水化学组成主要受蒸发盐岩影响,此外还受到人类活动的影响。白垩系和石炭系—侏罗系含水岩组地下水主要分布于岩石风化区,说明该地下水水化学组分主要受岩石风化作用控制,且主要受硅酸盐岩和蒸发盐岩风化影响,人类活动影响的扰动相对较小。上、下游地区地下水受工矿活动影响较严重,中游地下水受工矿活动、农业活动、生活污水影响均较小,水质整体较好。

煤炭资源型城市浅层地下水化学特征及成因分析

在“双碳”目标背景下,地下水化学特征及成因机理对于煤炭资源型城市产业结构演化和转型发展至关重要。山东省济宁市是典型的矿城一体化城市,选取济宁市都市区为研究区,通过对比研究区内浅层地下水水化学特征,对其形成机制和控制因素进行分析。结果表明:研究区地下水整体为偏碱性硬水,水化学类型倾向于由HCO_(3)-Ca·Mg和HCO_(3)-Na·Ca向HCO_(3)·SO_(4)-Ca、HCO_(3)·Cl-Ca·Mg、HCO_(3)-Na·Ca·Mg、HCO_(3)·Cl-Na·Ca转变。研究区水化学组分的主控因素为水岩作用,其水化学特征主要受碳酸盐岩溶滤作用、农业生产和含氟矿物溶滤作用的影响,浅层地下水化学特征受当地工业制造业和采矿业影响逐渐增强。研究结果可为当地地下水保护和合理开发利用提供借鉴。

奎屯河流域地下水水化学特征及成因分析

了解地下水水化学特征及其成因,有助于评估地下水水质、识别污染源、制定水资源管理策略,保障人类健康和环境。基于2017年和2023年在新疆奎屯河流域相同点位采集的共78组地下水水样,采用Piper三线图、Gibbs图、饱和指数(SI)和离子比值法分析该区域地下水特征及成因。结果表明:(1)奎屯河流域2023年地下水水化学特征类型相较于2017年趋于集中,阳离子和阴离子分别向Na型和Cl型转化。(2)山前洪积倾斜砾质平原和冲洪积细土平原主要受岩石风化作用控制,冲湖积细土平原主要受蒸发浓缩作用控制且有增强的趋势。中下游细土平原的离子组分主要来源于蒸发岩溶解且有增强的趋势,山前洪积倾斜砾质平原的离子组分主要源于碳酸盐和硅酸盐矿物溶解。下游冲湖积细土平原受阳离子交替吸附作用较强,导致Na~+浓度上升。奎屯河流域地下水离子在冲洪积细土平原北部和冲湖积细土平原出现富集,部分指标已超过中国饮用水标准,且已有10%的水样不适合灌溉。研究成果可为奎屯河流域地下水合理利用以及防治提供参考。