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.

物探技术应用下浅层水污染地质特征勘探研究

污染物的排放和泄漏会引起水体富营养化、氧气流失以及生物多样性的丧失等现象,影响水生生物的栖息地和生存条件,破坏水体的生态平衡。为此,提出浅层水污染地质特征勘探研究方法。将山东省泰安市作为研究区域,阐述研究区域的概况;采集浅层水样品,分析其富水性,结合水化学三线图和Gibbs图分析浅层水污染的来源以及演化趋势;采用物探技术中的高密度电阻率法,获取研究区域地层的视电阻率,引入反演法,绘制高密度电阻率成像反演图,分析浅层水污染地质特征。经验证,所提方法在地质特征勘探过程中具有较高的勘探精度。

不连沟井田岩溶水水化学特征及其演化规律研究

岩溶水害是准格尔煤田安全生产的重大隐患之一,在分析准格尔煤田东北部不连沟井田水文地质条件的基础上,运用水文地球化学和数理统计的方法,查明研究区水化学特征及演化规律,为矿井水害治理提供科学依据。研究结果表明:①研究区岩溶地下水pH值为7.5~8.35,呈弱碱—偏碱性,TDS小于1000 mg/L,整体为淡水;岩溶水水化学类型包括HCO_(3)^(-)Na·Ca·Mg型水、HCO_(3)·Cl^(-)Na·Ca型水和Cl^(-)Na型水;Na^(+)、Ca^(2+)、HCO_(3)^(-)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)为岩溶水的主要阴阳离子。②岩溶地下水水化学组分主要受水岩作用及阳离子交替吸附作用的影响;Na^(+)、Cl^(-)主要来源为盐岩的溶解或阳离子交换作用,Ca^(2+)、Mg^(2+)、HCO_(3)^(-)主要来源为方解石、白云石的溶解,SO_(4)^(2-)离子主要来自石膏的溶解和黄铁矿氧化。③反向水文地球化学模拟表明,沿岩溶地下水径流方向发生的主要水岩作用包括方解石、白云石的沉淀和溶解,石膏、盐岩和CO_(2)的溶解,Na-Ca阳离子交换。

长江水系水文地球化学特征及主要离子的化学成因

在分析长江流域76个位点的水化学数据的基础上,运用吉布斯(Gibbs)图、三角图、主成分分析方法研究岩性对长江水系河水中离子化学特征的影响和流域的主要风化过程。结果表明,长江水系的主要离子化学特征受岩石风化作用的影响,其中碳酸盐和蒸发岩矿物对干流水系溶质的贡献率分别为43.6%和37.9%,而对支流水系溶质的贡献率分别为33.1%和39.1%。干流流域内主要的风化反应以白云石和方解石的溶解为主,而支流流域内Cl-/(Na++K+)接近1:1,体现出蒸发岩风化的显著特性。Si/K比值较低,表明长江流域内的风化反应是在表生环境中进行的,且产物是富含阳离子的次生矿物。

贺兰山以北乌兰布和沙漠地下水水化学特征演化规律研究

乌兰布和沙漠对中国西北部干旱地区气候变化和水文循环过程研究具有指示意义,以水文地球化学运移为导向,通过分析33个地下水样,探讨了该区地下水的补给与演化过程.结果表明:巴彦乌拉山浅层地下水水化学类型为Cl--HCO-3-SO2-4-Na+;从吉兰泰盐湖至乌兰布和沙漠,主要水化学类型变化浅层地下水为Cl--HCO-3-Na+到Cl--HCO-3-SO2-4-Na+,深层地下水为HCO-3-Cl--Na+再到HCO-3-Cl--Na+或HCO-3-Cl--Ca2+.Gibbs图表明,研究区地下水的水化学特征主要受蒸发浓缩作用影响和岩石风化作用控制,大气降雨机制影响甚微.主要离子相关关系图及饱和指数表明,岩盐、芒硝、钠长石、方解石、白云石、石膏等矿物的风化溶解是该区地下水主要离子来源.此外,氯碱指数和Ca/Na的指示,说明阳离子交换作用也是形成该地区地下水水化学组分的重要机制.

淮北临涣矿采煤沉陷区不同水体水化学特征及其影响因素

为研究淮北临涣矿采煤沉陷区不同水体的补给水源及溶质来源,在现场调查的基础上,系统采集丰水期、平水期、枯水期沉陷区积水、地表河水和浅层地下水样进行测试分析,采用Piper三线图、Gibbs图和因子分析方法,对不同水体水化学特征及其影响因素进行讨论.结果表明:地表水水体总溶解性固体(TDS)质量浓度表现为枯水期>丰水期>平水期,浅层地下水表现为枯水期>平水期>丰水期,地表水TDS质量浓度明显高于浅层地下水.地表水中主要阴阳离子为Na^+、Cl^-和SO_4^(2-),水化学类型主要为SO_4^(2-)-Cl^--Na^+型;浅层地下水离子以HCO_3^-、Ca^(2+)和Mg^(2+)为主,表现为HCO_3^--Ca^(2+)-Mg^(2+)型.结合Gibbs图和因子分析可知,地表水受蒸发作用、地表径流以及采煤活动等因素影响,浅层地下水在一定程度上体现出大气降水和地表水补给的特点,受岩石风化作用影响较为明显.

甘肃梨园河流域地下水水化学演化规律

通过研究自梨园河流域采集的7个地表水样和39个地下水样,分析梨园河流域地下水水化学组分的空间分布规律.梨园河流域地下水各离子质量浓度及总溶解固体值都具有由西到东、由高到低不断增高的趋势.研究表明该区地下水组分受岩石风化及蒸发/结晶作用影响都比较明显.根据张掖站每月降雨量同位素加权平均及年平均计算得到当地大气降水线.该区内地表水、浅层地下水、深层地下水的相互转化非常频繁,浅层地下水既受到蒸发作用影响也受到地表水补给和混合作用等多方面的影响,深层地下水的补给有一部分来源于古地下水.

湖南新田富锶地下水水化学特征与成因分析

研究湖南新田富锶地下水水化学特征及成因,为富锶地下水的可持续利用与开发提供理论依据。对研究区21个下降泉、30个机井富锶地下水样品的水化学类型、化学成分含量特征、成分间相关性以及离子比值的研究。结果表明:下降泉水化学类型全部为HCO_3-Ca型,机井水化学类型以HCO_3-Ca、HCO_3-Ca·Mg型为主。相关分析表明,下降泉和机井中SO_4^(2-)与Ca^(2+)、Mg^(2+)均表现显著相关或极显著相关,HCO_3-与Ca^(2+)、SO_4^(2-)与NO_3^-在下降泉与机井中的相关性具有差异,下降泉、机井Sr与Ca^(2+)、Mg^(2+)、HCO_3^-均表现为极显著相关。Gibbs图表明下降泉和机井的水化学组成主要受水-岩相互作用的控制,下降泉、机井c(Ca^(2+))/c(Mg^(2+))、c(HCO_3^-)/c(SO_4^(2-)+Cl^-)、c(Na+)/c(Cl-)、c(Cl^-)/c(Ca^(2+))系数比值具有差异。结果表明富Sr地下水的形成受碳酸盐岩成分影响显著,赋存条件的差异导致富锶地下水在下降泉、机井中的水化学特征、相关性以及离子系数比值的差异。

榆神矿区地表水水化学特征及其影响因素分析

煤矿开采外排矿井水可能对地表水系水质产生影响,为了研究榆神矿区地表水的水质状况,采集了秃尾河和榆溪河沿程的地表水样各5组,采用数理统计法分析了地表水的水化学特征;运用Piper三线图分析了地表水的水化学类型及其主要离子组成特征;采用Gibbs图和离子相关关系等方法探讨了地表水主要离子的来源及其影响因素。研究结果表明:榆神矿区秃尾河水的TDS为404.32~794.17 mg/L,平均为529.68 mg/L,榆溪河水的TDS为303.73~434.77 mg/L,平均为356.88mg/L,均为弱碱性淡水。地表水阳离子均以Ca^2+和Na^+为主,秃尾河水的Ca^2+和Na^+平均质量浓度分别为63.33和46.63 mg/L,而榆溪河水的Ca^2+和Na^+平均质量浓度分别为61.08和16.44 mg/L;阴离子均以HCO3^-为主,秃尾河和榆溪河水的HCO3^-平均质量浓度分别为294.96和225.34 mg/L,地表水的水化学类型以HCO3^--Ca^2+为主。秃尾河地表水各水化学参数呈现从上游到下游逐渐降低趋势,而榆溪河地表水各水化学参数呈现从上游到下游逐渐升高的趋势。根据地表水中各化学指标间的相互关系矩阵可知,TDS与K^+、Na^+、Mg^2+、Cl^-、SO4^2-和HCO3^-都存在显著的正相关关系,说明这些离子均对TDS有明显的贡献。HCO3^-分别与K^+、Na^+、Ca^2+存在显著的相关关系,说明这些离子可能来源于同一样物质,可能来源于含钠硅酸盐的溶解。地表水中主要离子主要来源于硅酸盐的岩石风化溶解以及阳离子交换作用,其中SO4^2-、NO3^-和Cl^-的浓度局部较高,大部分浓度均较低,说明地表水局部地段受人类活动的轻微影响,但由于河流的径流、混合和稀释等作用,人类活动对地表水水质的影响有限。

黄河中下游丰水期水化学特征及影响因素

对丰水期黄河中下游的水化学组成进行调查分析,分析了其水化学特征及主要控制因素。结果表明:小浪底库区主要水化学类型表现为HCO-3—Cl^-—Na^+型水。水化学指标的空间分布上,小浪底库区总溶解性固体(TDS)和HCO-3浓度表现出底层显著高于表层的现象(p<0.05);受下游碳酸盐岩风化作用增强影响,TDS,HCO-3,Ca^2+和Mg^2+浓度由库区上游(风陵渡断面)至下游(东营断面)不断增加。根据Gibbs图、阴阳离子三角图和离子比值图分析结果,风陵渡断面至东营断面水化学组分主要受流域蒸发盐岩溶解及碳酸盐岩风化影响;沿岸灌溉回水、生活污水或工业废水等也是影响水体水化学组分的重要原因。主成分分析结果表明,蒸发盐岩溶解、碳酸盐岩风化对水化学组成贡献率分别约为46.55%,35.90%。

新疆巴里坤-伊吾盆地地下水水化学特征及成因

为查明新疆巴里坤-伊吾盆地地下水水化学特征及其成因,采用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、离子比例系数等方法对研究区2011年9月的75组地下水水样测试结果进行分析.研究结果表明,潜水以HCO_3和SO_4型水为主,承压水以SO_4型水为主,两者都是矿化度中等、硬度中等的弱碱性水;Gibbs图表明,研究区潜水水化学成分主要受蒸发浓缩和岩石风化双重作用的影响,承压水补给水源的水化学成分主要受蒸发浓缩作用影响;离子比例系数法及饱和指数表明潜水和承压水中离子主要来自岩盐、硫酸盐、硅酸盐的风化溶解.此外,(Na^+-Cl^-)与(Ca^(2+)+Mg^(2+))-(SO_4^(2-)+HCO_3^-)之间的比值关系表明阳离子交换作用也是地下水中化学组分形成的重要作用之一.

东平湖水化学特征及成因分析

地表水化学参数特征及其成因分析是地表水资源评价与管理的重要组成部分。为研究泰安市东平湖水化学特征及成因,采用空间插值、Piper三线图、Gibbs图以及相关性分析等方法,探讨了研究区不同月份、不同类型东平湖地表水水化学组份特征及影响因素、各离子的来源等问题。结果显示,东平湖湖水属于碱性水体,TDS时空分布差异显著,10月份总体浓度最高,8月份最低;6月湖区TDS含量从湖区东南向西北逐渐递增,10月从湖心向南北两侧逐渐递增。研究区湖水主要水化学类型由SO_(4)-Na→SO_(4)-Na·Ca·Mg→SO_(4)-Ca型转变,该地区地表水的水化学类型易多变;水体中阳离子以Na^(+)为主,Ca^(2+)稍次之,阴离子以SO_(4)^(2−)为主;水体中K^(+)和Na^(+)来源于大气环流所携带的海盐,HCO−3和Mg^(2+)可能来自白云岩等碳酸盐岩或黑云母的风化溶解,SO_(4)^(2−)则主要来源于人类活动,少量来自石膏溶解,Ca^(2+)则来源于钙长石的风化以及石膏的溶解。由此可见,东平湖水体离子组分基本来源于蒸发结晶,部分组分来源于岩石风化,大气降水的输入作用十分微弱。

乌东煤矿地下水水化学特征及其指示

为了研究乌东煤矿煤层顶板含水层之间的水力联系,采用了统计分析、Piper三线图、Gibbs图等方法定性分析了基岩地下水、第四系地下水以及地表水之间的水力联系。利用不同水体的Cl-浓度差异性,计算了相邻含水层之间的水力联系度,定量判别了它们之间的水力联系程度。结果发现,所有地下水样品的p H介于7.1~8之间,都为弱碱性水。随着含水层埋深的加大,地下水TDS逐渐增大,地表水和第四系地下水TDS均低于基岩含水层地下水。基岩地下水、第四系地下水和地表水主要的水化学类型分别为Cl·SO_(4)-Na、HCO_(3)·SO_(4)-Na·Ca、SO_(4)·Cl·HCO_(3)-Na和SO_(4)·Cl·HCO_(3)-Na·Ca。基岩地下水样品受到浓缩作用影响,地表水和第四系地下水受到岩石风化-蒸发影响。同时研究区地下水和地表水中还发生了阳离子反交换作用。第四系地下水和地表水的联系度为0.361,联系程度为中等;第四系和基岩地下水之间的联系度为0.404,联系程度为低。此结果可为后期矿井涌水量预计及防治水工作提供参考依据。

伊犁河谷西北部地下水化学特征及成因分析

为探究新疆伊犁河谷西北部地下水化学特征及成因,运用数理统计以及Piper三线图、Gibbs图、离子比图等方法,对2018年伊犁河谷西北部地下水取样监测数据进行分析。结果表明:(1)研究区地下水属于总硬度偏高的弱碱性水,地下水化学组分含量整体变异性不大,主要阳离子为Ca^(2+),主要阴离子为HCO_(3)^(-)。(2)地下水水化学类型以HCO_(3)-Ca、HCO_(3)·SO_(4)-Ca、HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Mg、HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Na和HCO_(3)^(-)Ca·Mg型为主。(3)研究区地下水化学组分主要受岩石溶滤作用控制,蒸发-浓缩作用及阳离子交换作用对地下水化学组分有一定的贡献,个别地下水水样点可能受到人为活动的影响。(4)地下水中的Na^(+)、Cl^(-)和SO_(4)^(2-)主要来自岩盐、石膏等蒸发岩的溶解,Ca^(2+)和Mg^(2+)主要来自方解石、白云石和石膏等矿物溶解。

黔北山地典型农业区水环境的水化学特征

系统采集了黔北山地某农业区地表水与地下水水样,分析测定各水体主要离子化学组成。结果表明:地表水中除大茅坡山顶水体呈弱酸性之外,其余水体整体呈中性偏弱碱性,地下水主要为碎屑岩裂隙水,pH整体呈弱酸性。水体中离子浓度均呈现出从高海拔到低海拔离子含量增加的规律。根据阿列金分类法,大茅坡山顶和大窝凼的水体中,Ca^(2+)和SO_4^(2-)分别占阳离子和阴离子总量的75.3%和57.9%,水化学类型是[S]CaⅡ型。相比,大茅坡沟谷和后槽顶的水体中,Ca^(2+)和HCO_3^-是优势离子,占阳离子和阴离子总量的比重分别为76.7%和53.4%,水化学类型是[C]CaⅠ型,研究区阳离子间浓度关系均为Ca^(2+)>Na+>Mg^(2+)。通过Gibbs模式图分析,该农业区水体主要受碳酸盐类和硅酸盐类风化作用控制。农耕区水体中的Ca^(2+)和Na^+还会受到表层土壤离子交换、大气输入及人类活动干扰等的影响,K^+、Cl^-、NO_3^-浓度也明显增加。随着土地利用方式转化,农业活动对水体离子浓度的贡献值增大。

神北矿区乌兰木伦河地下水化学特征及其形成作用

了解乌兰木伦河地下水的水化学特征及其形成作用,对神木县地下水资源保护和可持续开发利用具有重要意义。本文在神木神北矿区实地调查和采样分析的基础上,采用描述性统计、Piper三线图、Gibbs分布图、离子比例系数等方法对34处地下水样进行分析,结果显示:地下水流动方向与河流方向一致,由北向南,阳离子则由Na→(Na·Ca)→(Ca·Na)→Ca·Mg转化,越往下游Ca2+,Mg2+的含量越来越高,Na+的含量越来越低;浅层地下水的阴离子水化学类型趋势为HCO_3型→HCO_3·SO_4型→SO_4·HCO_3型,SO_4含量越来越高。神北矿区地下水主要存在硅铝酸盐、碳酸盐、石膏和岩盐等矿物溶解,在窟野河汇流处附近主要发生了岩盐的溶解。原始地层中地下水水质良好,但在人类活动作用下地下水中的元素氧化成带有SO_42-的污染水体,污染水体随煤矿开采以矿坑水的形式排入河流,改变了当地地下水的水化学环境。

南昌平原区孔隙地下水水化学特征及成因分析

为阐明南昌平原区地下水的水化学特征及成因机制,通过统计分析、Piper三线图图示法、Gibbs图和离子比例系数,系统研究地下水化学的空间分布特征与及来源。研究结果表明:(1)孔隙地下水整体为微酸性淡水,阴离子以HCO3-为主,阳离子以Ca2+和Na+为主;(2)地下水的主要化学类型为HCO3-Ca及混合型,在空间上具有分带性;(3)地下水的主要控制因素是以溶滤作用为主导的水-岩作用;(4)地下水中的K+、Na+来源于硅酸盐的溶解,Ca2+、Mg2+的来源于碳酸盐、硅酸盐以及蒸发岩的溶解,主要阴离子来源于硫酸盐岩与碳酸盐的溶解。

新乡市化工集聚区地下水化学特征及成因分析

新乡市化工产业集聚区内地下水污染问题较严重,为了解该区域地下水化学现状及人为因素对地下水的影响,在化工厂及周边采集地下水样,利用统计分析、Piper 三线图、Gibbs 图和离子比例系数等方法研究地下水化学组分特征及成因规律。结果表明:研究区地下水TDS较高,属于咸水,优势离子为Na^+、SO4^2-、HCO3^-、Cl^-,其主要来源是碳酸盐、硫酸盐矿物的溶解;区内水化学类型主要呈现HCO3·SO4-Na·Ca·Mg型、SO4·Cl-Na·Ca·Mg型和Cl·HCO3-Na·Mg·Ca型;地下水主要受到蒸发作用的控制,部分地区受到蒸发作用和水岩作用的共同控制。化工产业对区内地下水造成的污染较大,越靠近污染源,各离子浓度越高,对地下水水质影响越大。此外,农业化肥和生活污水也对地下水环境造成了一定的危害。

青铜峡市北部地下水水化学特征及成因分析

为研究青铜峡市北部不同深度地下水水化学特征及其成因,对青铜峡市北部共采集水样115组,其中0~20 m浅层地下水样70组,40~150 m潜水样44组,黄河水水样1组。综合运用数理统计、相关分析、Gibbs图、离子比例系数等方法,分析了研究区不同深度地下水水化学类型空间分布,讨论了不同深度地下水水化学演化过程及其主要控制因素。结果表明:①不同深度地下水中主要阳离子均为Na^+和Ca^2+,主要阴离子均为HCO^3-和SO4^2-;地下水溶解性总固体较低,但硬度均偏高。②0~20 m浅层地下水主要离子的形成主要受岩盐溶解、碳酸盐矿物风化溶解、蒸发浓缩作用、阳离子交换作用共同影响,碳酸、硫酸参与了碳酸盐溶解过程;40~150 m潜水主要受岩盐溶解、硅酸盐矿物风化溶解、石膏溶解、阳离子交换作用共同影响。

利用水化学特征识别朱庄煤矿突水水源

通过详述朱庄煤矿造成主采煤层突水的各含水层的水文地质特征,对其中的砂岩含水层和灰岩含水层的水质进行取样分析,利用K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-、德国度、TDS等常规测验,分析各含水层之间离子组成的差异、水化学类型的不同,提出离子毫克当量百分比、Piper三线图、Gibbs图等方法,对矿井突水水源进行快速识别。结果表明,这3种方法能够直观、快速、准确地识别朱庄煤矿突水水源。