古堆-南梁泉域岩溶水环境问题现状与泉源区保护

古堆-南梁泉域位于山西省南部,是一个深循环与浅循环共存、冷水系统与热水系统循环转化、多级次排泄的复合型岩溶水系统,因长期不合理的开发利用,泉域内出现了一系列岩溶水环境地质问题。以水文地质调查工作为基础,综合采用地下水流场对比分析、水文地球化学及同位素分析、岩溶水资源评价等方法,详细论述了古堆-南梁泉域内岩溶水环境问题现状及其成因,并提出了泉源区生态修复与规划方案。结果表明:受气候变化与人类活动的叠加影响,系统内古堆泉、南梁泉、海头泉分别于1999年、1992年、2002年断流,2013-2021年区域地下水位平均下降速度达2.53 m/a;水化学、同位素分析结果指示了排泄区九原山附近松散岩类孔隙水越流补给量、三泉水库渗漏补给量对岩溶地下水的影响已不可忽略;泉域内岩溶水超Ⅲ类水水质标准样品占比由2014年的62.5%升高至2021年的81.25%;泉源区0.904 km 2范围可细分为核心保护区、水库蓄水区、一般保护区,应分区进行生态保护与修复规划。研究结果可为山西省超采区综合治理、古堆泉水生态修复与保护工作提供基础依据。

山西省阳泉山底河流域煤矿“老窑水”动态特征、演化机理及对娘子关泉域的环境效应

【研究目的】煤矿“老窑水”以分布范围广、隐蔽性强、污染程度重、自然净化慢、持续时间长等特点,成为后采煤时代严重威胁中国生态文明建设的重要制约因素。【研究方法】本文以山西省阳泉市山底河流域煤矿“老窑水”为研究对象,通过长系列水质和水量系统性监测,运用统计学方法系统分析了山底河流域老窑水的水量和水质动态特征及其演化机理,评估了“老窑水”对娘子关泉域岩溶水的环境效应。【研究结果】研究表明,山底河“老窑水”总出口pH值平均为3.58,TDS平均为4744 mg/L,SO_(4)^(2-)平均为3327 mg/L;雨季地下水位上升后与采空区接触面积或体积增大和降雨量的影响滞后等是造成煤矿“老窑水”的流量与水化学特征指标电导率、SO_(4)^(2-)浓度非线性相关的主要原因;煤系地层中黄铁矿的强氧化反应主要发生在地下水位季节变动带、包气带和地表;煤矿采空积水区的一定深度为还原环境,具备开展微生物法治理的条件;山底河煤矿“老窑水”出流后进入下游碳酸盐岩河段渗漏,对娘子关泉域岩溶水的渗漏补给量达7247.08 m^(3)/d,水质差,是娘子关泉域岩溶地下水的重要污染源。【结论】山底河流域“老窑水”流量对降雨量的调蓄周期为半年;水化学特征指标与流量呈非线性相关,“老窑水”黄铁矿的强氧化反应主要发生在地下水位季节变动带、包气带和地表;“老窑水”出流后渗漏补给娘子关泉域达7247.08 m^(3)/d,SO_(4)^(2-)、Fe和Mn超标严重,对泉域岩溶水污染严重,急需开展煤矿“老窑水”的治理和废弃煤矿生态修复。

汾河流域地表水金属元素分布特征与健康风险评价

为研究汾河流域地表水中金属污染特征及其健康危害程度,本文采集汾河流域主要支流入河口及干流断面水样39组,检测As、Cu、Pb、Zn、Hg、Ni、Mn、Fe和Co共9种金属元素含量,利用多元统计分析法、水环境健康风险评价模型分析了流域地表水中金属元素分布特征及对成人与儿童产生的健康危害.结果表明,研究区主要超标元素为Hg、Fe和Mn,污染区主要分布于汾河干流中下游和支流.汾河干流上游Fe、Mn、Zn和Co变化幅度较大,中游、下游次之;各支流金属元素含量差异较大.多元统计分析显示,Hg和As主要来源于工业污染及农业污染等;Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Fe和Mn来源于工农业生产和交通运输.健康风险评价表明,汾河流域各河段健康总风险为汾河支流>汾河下游>汾河中游>汾河上游,汾河中下游和支流健康风险危害较大,健康风险均为中等;经饮用水途径造成的健康风险儿童是成人的1.15倍,儿童更易受到金属元素的危害;As为支流浍河和昌源河的主要致癌因子;各河段优先控制金属元素为As、Co、Pb、Fe和Hg.

浙南仙居盆地水化学特征及成因分析

仙居盆地是浙南诸河流域主要盆地和社会经济活动区域。为揭示盆地内地表水和地下水的水化学特征,综合利用数理统计、Piper三线图、主成分分析和离子比等方法对盆地内地表水及浅层地下水进行水化学统计分析及成因判别。结果表明,仙居盆地水化学类型主要为HCO_(3)^(-)Ca·Na型,阳离子以Ca^(2+)、Na^(+)为主,阴离子HCO_(3)^(-)为主。NO_(3)^(-)、Cl^(-)变异系数较大;地下水溶解性总固体为45.50~288.00 mg·L^(-1),地表水为20.10~95.80 mg·L^(-1)。盆地内水化学特征主要受岩石风化及人类活动影响,Ca^(2+)、Mg^(2+)、HCO_(3)^(-)主要来源于硅酸盐岩溶解,其次为碳酸盐岩;K^(+)、Na^(+)、Cl^(-)主要来源硅酸盐岩溶解,部分来自于人类活动输入;NO_(3)^(-)则主要来源于人类活动,其中地表水质量主要受工矿业的影响,地下水质量受工矿活动及农业、生活污水等多种因素影响。研究成果可为区域水资源合理开发利用及保护提供依据。