新疆焉耆盆地平原区地下水溶解性总固体时空演化

为研究新疆焉耆盆地平原区地下水污染现状,2014年在焉耆盆地平原区设置42个采样点,采集42组地下水样本,测定样本中溶解性总固体（total dissolved solids,TDS）及阴阳离子含量,并利用SPSS软件及MAPGIS地理信息系统分析其时空动态。结果表明,1999年与2014年地下水TDS总体存在显著差异性;对地下水中TDS与宏量阴、阳离子组分及p H值之间的关系进行分析,地下水TDS与SO42-、Cl-、K＋＋Na＋、Mg2＋、Ca2＋具有显著相关,相关系数在0.717～0.964之间,与宏量阴离子SO42-、Cl-相关性明显大于阳离子,相关系数分别为0.963及0.964。在时间尺度上,1983-2014年地下水TDS均值整体呈现先升高再有所降低而后又升高再降低的趋势,均值由1983年305.0 mg/L上升至1999年1773.1 mg/L后又降低至2014年589.44 mg/L;在空间尺度上,1999-2014年地下水TDS〈1 g/L区域面积变化呈增加的趋势,面积由1999年2 011.7 km2增加至2014年2 229.3 km2,与1999-2014年地下水TDS均值呈下降趋势相对应。研究区地下水TDS变化主要原因有2方面：一是地下水水位由2000年4.98 m下降至2014年7.34 m,地下水水位下降促使土壤及其下层沉积物中的钙、镁易溶盐、难溶盐及交换性钙镁由固相向水中转移使更多的钙镁离子进入地下水中,使地下水TDS增高,同时地下水位下降导致水中溶质浓缩也会造成TDS增高;二是生活及工业污水的排放导致大量Cl-、SO42-和部分Mg2＋、Ca2＋进入地下水中,造成TDS升高,这与TDS中Cl-和SO42-占主导地位相吻合。

新疆焉耆盆地平原区地下水演化的主要水文地球化学过程分析

地下水资源是焉耆盆地生活、生产及生态用水的主要供水水源.深入研究焉耆盆地地下水演化特征及水文地球化学过程对合理开发地下水资源及保护地下水环境具有重要意义.利用Gibbs图阐明了焉耆盆地平原区地下水所经历的水文地球化学作用(大气降水、蒸发浓缩和岩石风化作用等),平原区采样点主要分布在Gisbbs图的右上角及中部左侧,表明平原区地下水受风化、蒸发浓缩作用影响,且受大气降水作用影响较小;方解石、白云石等碳酸盐矿物,以及岩盐、石膏等蒸发岩的风化溶解是平原区地下水主要离子来源,应用PHREEQC地球化学模拟软件计算了平原区各矿物饱和指数,大部分采样点方解石与白云石未达到饱和状态;随着平原区地下水中的TDS和Cl-浓度的逐渐升高,Mg^(2+)在地下水中的富集受到了白云石沉淀过程的限制,而Ca^(2+)的含量随TDS的增大而持续增加,并结合平原区2011年与2014年地下水水化学Piper三线图,平原区地下水大部分呈Ca·Na型或者Ca·Mg型;地下水ORP值均为正值,表明平原区地下水处于氧化状态;根据离子比例法,γNa+/γ(Na++Ca^(2+)+Mg^(2+))比值深层承压水>潜水>浅层承压水,表明平原区地下水阳离子交换作用由强到弱依次为深层承压水、潜水、浅层承压水.

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。

新疆焉耆盆地平原区地下水质量评价与污染成因探讨

地下水作为一种洁净而又丰富的淡水资源,已经成为新疆工农业生产及生活的主要水源,起着至关重要的作用。本文依据2014年42组地下水样品,采用溶解性总固体(TDS)、总硬度(TH)、Cl^-、SO_4^(2-)、NO_3^-、F^-、铁(Fe)、锰(Mn)为评价项目,利用单项指标评价法进行地下水质量评价,统计了新疆焉耆盆地平原区各评价指标在不同水质级别所占的比例;采用8组2011年和2014年同一监测井的化学组分浓度对比法进行地下水污染评价,对地下水水质变化趋势进行分析;分析了地下水的污染原因。地下水质量评价结果表明2014年潜水、浅层承压水和深层承压水Ⅳ-Ⅴ类水质所占比例之和分别25.0%、45.5%和29.7%,部分地区地下水受地表水补给导致铁含量超标;地下水污染评价结果表明2011~2014年地下水劣变程度为"潜水<深层承压水<浅层承压水"。影响焉耆盆地平原区地下水水质的主要因素是人类活动,尤其是城镇化的快速发展以及农业生产。