不同连通性含水层溶质运移模拟尺度提升研究

含水层溶质运移数值模拟是预测地下水污染物演化特征的重要方法。考虑到模型计算时间和精度,如何将小尺度实测获得的水文地质参数换算到模型网格尺度,即尺度提升,是数值模拟过程中的关键问题。本文针对不同连通性含水层,考虑不同尺度提升方法和网格尺度的大小等因素,探究尺度提升对溶质运移模拟精度和效率的影响。结果表明:对具有不同连通性的含水层,能够获得相对误差小于5%的升尺度模型,然而网格大小或尺度提升方法选取不当会使误差增大;简单拉普拉斯方法是较优的尺度提升方法,尤其对于中连通性含水层;网格大小是影响升尺度模型精度的主要因素,对于高连通性含水层更加明显。

栖龙湾土壤侵蚀影响因子分析

土壤侵蚀是导致生态环境恶化和土地生产力下降的主要原因,而坡度、降雨强度、降雨量和植物措施和工程措施是影响土壤侵蚀的重要因素。栖龙湾小流域以山地棕壤为主,以栖龙湾10个径流小区2008-2016年观测数据为基础,对土壤侵蚀因素和侵蚀量进行分析,得到了如下结论:①对于莱芜栖龙湾小流域,坡度对土壤侵蚀的影响并不明显。②在各个降雨量变化区间,土壤侵蚀量随坡度的增大增加,土壤侵蚀量并不是单一增长或减少的原因可能与溅蚀率有关。③3种类型径流小区土壤侵蚀量依次为:耕地小区>裸地小区>林地小区。④当降雨强度和降雨量较小时,无需大规模的采取水土流失防治措施;当降雨强度或降雨量较大时,板栗结合鱼鳞坑的水土保持措施效果更好。⑤植被覆盖度越高,土壤侵蚀量越小;植被覆盖度越低,土壤侵蚀量越大。

The Formation and Model of High Fluoride Groundwater and In-situ Dispelling Fluoride Assumption in Gaomi City of Shandong Province

The occurrence of fluorosis in Gaomi City is among the highest regions in China.High fluoride groundwater occurrence in Quaternary sediments originated from the weathering residuals of Cretaceous volcano clastic rock. The origin of high fluoride groundwater in Gaomi City was summarized as the following 2 model: one is leaching and enrichment, the other one is evaporation and condensation in alkali condition. Based on the analysis of the local environment and the mechanism of fluoride enrichment,a method of “insitu dispelling' was proposed and confirmed through laboratory leaching test. This might be economical and feasible method for the removal of fluorine from the local strata.

蒙山山前断裂第四纪活动特征分析

蒙山山前断裂是鲁西地块一条较为活跃的NW向断裂,为研究其第四纪活动特征,本文综合运用野外观察、探槽剖面分析和年代测试等方法,结合重力异常特征,对蒙山山前断裂的最新活动性和深部构造进行了初步研究,对于评价蒙山山前断裂的地震危险性有重要意义。结果表明:①蒙山山前断裂第四纪以来以左旋走滑及正断运动为主。断裂以于家庄村为界,分为东西两段,西段在第四纪以来活动不明显,东段的主要活动时期为晚更新世;②蒙山山前断裂向深部下切至中下地壳,属深大断裂;③蒙山山前断裂在晚更新世以来可能发生过两次古地震事件,分别在(44.1±3.4)~(24.3±1.2) ka和(22.7±1.8)~(6.2±0.5) ka;④断裂带上曾发生过多次5级左右地震,具有发生中强地震的潜在风险,建议今后加强对该断裂的研究。

LC-MS/MS法测定玉米植株和土壤中磺酰磺隆残留量

建立了玉米植株和土壤中磺酰磺隆残留量的LC-MS/MS检测方法。以乙腈为提取剂,经Bond Elut Carbon固相萃取柱净化,通过Agilent 1260-6460 LC-MS/MS液质联用仪进行定量检测。结果表明,在5~200μg/L范围内,磺酰磺隆色谱丰度与进样质量浓度之间线性关系良好,其线性回归方程为y=2746.8 x+2519.8(R2=0.9944),磺酰磺隆在玉米植株和土壤中的平均回收率为93.96%~96.92%,相对标准偏差为1.42%~3.60%,满足试验质量控制要求。该方法准确度、精密度和灵敏度较高,线性关系良好,具有简便、快速、准确及分离效果好的优点。

基于库尔洛夫式和舒卡列夫分类原则的水化学分类表示方法

自然界水化学性质复杂多样,进行类型划分是研究认识水化学特征的重要手段和方法。历史上出现过许多水化学类型的分类方法,对于水化学研究起到了重要作用,如应用最多的舒卡列夫分类、阿廖金分类、派泊三线图分类等。但是随着工农业水平的提高,特别是化石燃料的消耗及化肥(主要是氮肥)的大量施用,自然环境发生了巨大变化,自然界水中主要化学成分亦变化显著,尤其是硝酸根(NO_3^-)的大量出现,使得原本适用的传统、高效的方法都失去了意义,而衍生出的方法五花八门且不宜对比应用。本文据此提出继承传统方法的、基于库尔洛夫式和舒卡列夫分类原则的水化学类型划分方法:将阴阳离子毫克当量百分数大于等于25%的组分进行组合命名。书写时阴离子在前、阳离子在后,之间用横杠分开;有多个阴阳离子时,按由大到小顺序排列、之间用点号隔开。

济阳坳陷地热水水化学特征研究

济阳坳陷地处山东半岛渤海湾盆地,是地热资源条件较好的地区,本文在系统分析济阳坳陷地热地质条件的基础上,结合大气降水和地热水稳定同位素数据,对该区域地下热水化学特征进行评价,结果表明:济阳坳陷地下热水来源于不同的热储层组各自所相对应的地质年代中的古大气降水,各热储层之间无明显的水力联系。具有勘探和开发意义的热储层组为新近系馆陶组热储、古近系东营组热储和下古生界寒武—奥陶系碳酸盐岩热储三个主要热储层组,热水层组水化学类型均为Cl-Na型,属弱碱性、盐水。地下热水中含有丰富的微量元素,氟、锂和锶含量达到命名矿水浓度,具有一定的医疗和保健作用,可以作为医疗热矿水利用。研究结果为济阳坳陷地热资源的合理开发利用提供了科学依据。

试论水文地质纲要图的涵意

随着按图幅开展的1:5万水文地质调查工作的推进,水文地质图的编制愈显重要。如何编制易读、准确的水文地质图是摆在水文地质工作者面前的一个课题。通过多年探索,笔者针对基岩山区提出了水文地质纲要图的概念与内涵,并在沂蒙山区1:5万水文地质图编制中进行了尝试和探索。结果表明,以地下水系统为对象的区域性水文地质纲要图作为水文地质图的镶图,可使读者从地下水系统角度掌握区域水文地质条件及地下水运动规律,并且有助于图幅内容的理解。

山东淄博大武水源地地下水水化学特征及水质评价

为了解大武水源地地下水水化学特征及水质现状,选取2017年12月采集的57件水样,综合运用数理统计、相关性分析、Piper三线图、Gibbs模型和离子比法,分析了大武水源地的主要离子特征及其成因,并运用综合评价法对水源地水质进行评价。结果表明:大武水源地地下水主要阳离子为Ca 2+和Na+,约占阳离子总量的82.8%;主要阴离子为HCO 3-、SO 42-、Cl-,约占阴离子总量的91.9%;水化学类型以HCO 3·SO 4-Ca·Mg(Ca)型、HCO 3·SO 4·Cl-Ca·Mg(Ca)型、HCO 3·Cl-Ca·Mg(Ca)型为主;水化学组分主要受碳酸盐岩风化溶解控制;地下水水质都在Ⅲ类水以上,Ⅲ类水占据总水样的47.4%,Ⅳ类和Ⅴ类水占据了52.6%。研究成果对了解大武水源地水环境现状具有重要意义。

豫北山前修武地区地下水水化学特征及水质评价

为了解修武地区地下水水化学特征,选取2018年丰水期42个地下水样和3个地表水样数据,综合运用数理统计、Piper三线图、模糊数学综合法、相关性分析和Gibbs图等进行修武地区地下水水化学特征分析及水质评价,并分析其主要影响因素。结果表明:(1)修武地区地下水中Na~+、Ca~(2+)、HCO_3~-和SO_4~(2-)含量相对较高,阳离子浓度呈Na~+>Ca~(2+)>Mg~(2+)>K~+的关系,阴离子浓度呈HCO_3~->SO_4~(2-)>Cl~->NO_3~->F~-的关系。(2)浅层地下水整体呈明显分带特征,从北部冲洪积扇的HCO_3型和HCO_3·SO_4型,至扇前洼地变为HCO_3·SO_4·Cl型,过渡到黄沁河冲洪积平原变为SO_4·Cl型、SO_4型和HCO_3·SO_4型;深层地下水整体呈HCO_3型。(3)模糊数学综合评价结果表明修武地区地下水水质整体较好,局部地下水受到污染。(4)地下水水化学主要受岩石作用控制,也受蒸发浓缩作用影响,局部地下水受地表水、水动力条件及人为因素影响,主要是工矿企业污染。研究成果可为修武地区地下水污染防治及水资源保护提供参考依据。

赣南山区矿泉水出露模式探讨

赣南属于典型的山区,也是严重缺水区,一般在山区沟谷两侧有优质矿泉水涌出地表。宁都县位于赣南北部,具有赣南典型的地貌特征、构造特征。现以宁都县为例,探讨矿泉水的分布与出露模式。通过区域地质调查、水文地质条件分析及水质分析,发现:矿泉水类型主要为偏硅酸矿泉水,含量30.72~48.56 mg/L,水化学类型为HCO_3-CaNa型水,水温普遍低于25℃,溶解性总固体小于153.53 mg/L,属于低矿化冷矿泉;断裂构造为矿泉水形成提供水动力条件,也为矿泉水的运移、贮存提供良好空间;地形地貌以侵蚀构造山地丘陵为主,高差大、切割深的径流条件促进了地下水中偏硅酸的富集;花岗岩中的高含量SiO_2为矿泉水提供了物质基础,且风化程度高、裂隙发育,水岩作用进行充分。

黑河流域中游地区地下水水位多年变化特征

为了解黑河中游地区多年地下水位动态变化情况,依据收集的地下水水位观测资料,以均值的方法计算了1986～2011年地下水位年均变幅值K,并进行了相关分析。结果表明,地下水位多年动态变化过程可划分为快速下降、缓慢下降、基本稳定、缓慢上升和快速上升5种类型,得出了研究期地下水位变化特征。整体上看,研究区地下水水位表现出明显的阶段性;第一阶段为1986～2001年,地下水水位呈普遍下降趋势;第二阶段为2001～2011年,地下水水位下降速度减缓,部分地区呈逐渐抬升的趋势。地下水位变化由人为因素和自然因素共同控制,其中人为因素尤其是工农业生产和国家政策对地下水水位的影响较大。

大汶河流域上游典型剖面地下水水化学特征及其影响因素分析

为了解大汶河流域上游地下水水化学特征及其主要离子成因,选取两条典型剖面,采集了21组水样数据,利用数理统计分析、聚类分析、离子比分析、同位素分析等方法探讨其水化学特征及主要物质来源。结果表明,流域内各类地下水阳离子以Ca2+为主,HCO-3、SO42-为优势阴离子,属于低矿化度水,pH均值为7~8,整体偏弱碱性。研究区地下水水化学类型主要为HCO3·SO4-Ca型、HCO3·SO4-Ca·Mg型、SO4·HCO3-Ca·Mg型。其中岩溶水中沿地下水流向从补给区向径流区SO42-离子含量逐渐增大,水化学类型由HCO3·SO4-Ca·Mg型演变为SO4·HCO3-Ca·Mg型,Na+、Ca2+、HCO-3、SO42-来源为白云石、方解石等碳酸盐矿物溶解和石膏等硫酸盐矿物溶解。研究表明流域内地下水主要来源于大气降水,大气降水和孔隙水的入渗补给是岩溶水的补给来源。地表水与孔隙水氢氧同位素特征相似,并且δD为-60‰^-50‰,δ18O为-6‰^-4‰,说明其受到当地降水二次蒸发补给的影响。通过对流域不同类型水化学分析,查明控制大汶河流域上游地下水和地表水的水文地球化学过程,为大汶河流域地下水资源的合理开发利用和水污染的防治提供科学的依据。

堆龙河河谷平原下游地下水水质变化特征

为研究堆龙河河谷平原下游地下水水质变化特征,选取4个地下水水质观测点1995~2015年枯、丰两期水质数据,运用数理统计、Piper三线图及加附注的评分和模糊综合评价等方法,分析了堆龙河河谷平原下游地下水水质变化特征。结果表明,枯、丰期地下水化学参数具明显差异性,地下水水化学类型随时间已发生质的改变;地下水水质各参数枯、丰期含量随时间变化无明显的差别,水质评价结果随时间变化无明显的规律性;地下水水质评价结果较差主要影响因子为NO-2、NH+4,其主要来源为人为因素,且堆龙河上游羊八井地热废水排放对下游地下水水质并无影响。

井陉地区岩溶地下水水化学特征及其影响因素分析

基于2018年9月采集的24件丰水期地下水样品分析测试结果,综合运用数理统计、Piper三线图、相关性分析、Gibbs图和主要离子比值法等分析井陉地区岩溶地下水水化学特征及其影响因素。结果表明,岩溶地下水的主要阴阳离子为HCO3^-、SO4^2-、Ca^2+,水化学类型主要为SO4·HCO3-Ca、HCO3·SO4-Ca型;局部地区出现地下水点状污染,超标水点分布在工矿企业和农田等地区,主要影响指标为总硬度、硫酸盐和硝酸盐;地下水水化学主要受水岩作用控制,但也受人为因素、地下水径流方向及地表水影响。其中水岩作用主要以碳酸盐岩、硫酸盐岩和岩盐矿物风化溶解为主,也存在不同程度的阳离子交换作用;人为因素主要以工矿业污染为主。研究结果为井陉地区岩溶地下水污染防治提供了理论参考。

河水渗漏量影响因素的砂箱试验研究

利用模拟河水渗漏补给地下水的砂箱完成了在不考虑天然堵塞的情况下,不同渗透介质、不同河水深及不同地下水埋深的试验,本文总结归纳了河水渗漏量的影响因素。试验得出:河水深度越大,其渗漏量越大;河床及其周围透水介质的渗透性越好,则渗漏量越大;地下水与河水间的水头差越大,则渗漏量越大,但是存在极大值。极大值出现在河水与地下水脱节阶段,脱节后河水与地下水的水头变化不再影响河水渗漏量。

淇县地区地下水化学特征及其影响因素分析

为了解淇县地区地下水化学特征,选取57个水样数据,运用统计分析、相关性分析以及Gibbs方法分析了淇县地区地下水水化学特征。结果表明,淇县地区从山区到平原地下水更新速度逐渐变慢,EC逐渐升高;TDS与Na^+、Cl^-、SO_4^(2-)、HCO_3-相关性很高;深层地下水整体呈HCO_3-Ca·Mg型水,浅层地下水化学整体呈水平分带性,从淇河上游HCO_3-Ca型水到淇河中游的HCO_3-Ca·Mg型水再过渡到淇河下游的HCO_3·Cl-Ca·Mg和HCO_3·SO4-Ca·Mg·Na型水;局部地区出现地下水点状污染。淇县地区水化学主要受岩性控制,局部地区受水动力条件及人为因素影响。研究成果可为淇县地区地下水污染防治提供参考。

山东省地热水水化学研究及赋存特征

为研究山东省地热水水化学特征及赋存特征,利用2015年采集的104组山东省地热水样的分析检测结果,开展对地热分区的水化学特征的论述。研究发现鲁东隆起地热区水化学类型以HCO3·SO4-Na型水和Cl-Na·Ca型水为主,鲁中南地热区水化学类型较为复杂,主要为SO4型水,鲁西北坳陷地热区水化学类型以Cl-Na型水为主;根据山东省地质构造、水文地质条件和地热水赋存特征等因素,将全省地热水资源分成鲁东、鲁西北和鲁中南3个大区,其中鲁中南区又可划分为4个亚区。从热储层岩性、热储类型、盖层特征及其成因类型等方面对各地热分区进行了概述。

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HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)、Ca^(2+),就均值而言,阳离子呈Ca^(2+)>Mg^(2+)>Na^(+)>K^(+)的关系,阴离子有HCO_(3)^(-)>SO_(4)^(2-)>Cl^(-)>NO_(3)^(-)的顺序。地下水主要水化学类型是HCO_(3)^(-)Ca型和HCO_(3)^(-)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SO_(4)^(2-)。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。

泰莱盆地水环境同位素分布特征及其意义

通过对泰莱盆地不同水体进行采样测试,分析其氢氧同位素特征,应用环境同位素理论研究了盆地不同水体之间的差异与联系,并针对盆地的不同地段、不同水体的环境同位素特征,采用数理统计、δD-δ^18O关系图和典型剖面分析的方法,结合当地水文地质条件,分析了泰莱盆地的"三水"转化关系。结果表明,泰莱盆地周边山区为大气降水补给,地下水沿径流途径向盆地内部排泄区汇集,在盆地内地下水常通过地表"天窗"或以泉的形式补给地表水,盆地内部地势相对平缓,蒸发作用较强。