关中盆地地下水无机指标数据集(2015年度)

本数据集包含了2015年在关中盆地采集的200个地下水样品的位置信息、取样层位信息及33项无机地球化学成分测试结果信息。水质综合评价的结果按照地下水质量级别划分,除去10个空白水样,样品中Ⅱ类水2件,Ⅲ类水57件,Ⅳ类水56件,Ⅴ类水75件;按照地下水水质类型划分,淡水111件,半咸水71件,咸水8件。采样过程规范,测试结果均由具备国家认可资质的实验室测试完成,数据质量可靠。关中盆地从盆地边缘至盆地中心,地下水化学类型由HCO₃-Ca型经HCO₃-Ca·Mg·Na型转变为SO₄·Cl-Na型,呈明显的水平分带性规律。水质评价的结果表明,该时段关中盆地地下水质量状况较差,有68.9%的地下水不适于直接饮用。其中Ⅱ-Ⅲ类水主要分布在关中盆地的南部、西部和北部的局部地区;Ⅳ类水主要分布在渭河边、高陵县、泾阳县和乾县;Ⅴ类水主要分布在大荔县、蒲城县、富平县、阎良区、咸阳市区周边、三原县和礼泉县。本数据集可为研究关中盆地地下水循环演化等提供地球化学指标参考。     

鄂尔多斯白垩系地下水盆地中深层地下水可更新速率

为了缓解鄂尔多斯能源基地的供水压力和为当地水资源评价、地下水合理开发利用提供依据,研究该区主要供水水源地的白垩系盆地地下水可更新能力。地下水中溶解无机碳的动力行为可以近似认为与地下水相同,因此,地下水系统中¹⁴C的输入、输出浓度可以提供地下水系统可更新能力的重要信息。利用鄂尔多斯白垩系地下水盆地中、深层地下水¹⁴C数据,以地下水更新速率为指标,通过同位素数学物理模型定量评价了盆地中、深层地下水的可更新能力。结果表明：研究区地下水可更新能力随埋藏深度的增大而减弱,中层地下水更新速率多为0.1%/a~1%/a,可更新能力较强;深层地下水更新速率绝大多数都小于0.1%/a,可更新能力较弱;盆地北区地下水可更新能力整体高于盆地南区。     

鄂尔多斯白垩系盆地地下水地球物理勘查特点和技术

从鄂尔多斯白垩系盆地地下水地球物理勘查特点出发，分析了该地区地球物理勘查所要解决的两大问题：①查明白垩系盆地地层分布特征；②进行地下水的水质判别。提出了应用频率域电磁法即Eh-4电导率成像系统解决上述两大问题的可能性，结合实例对勘查结果进行了分析，指出了Eh-4电导率成像系统勘查白垩系地层分布的合理性和进行水质判别的关键问题，认为Eh-4电导率成像系统勘查鄂尔多斯白垩系盆地地下水是合理和有效的。     

鄂尔多斯盆地陇东能源基地地下水系统划分

地下水系统划分是开展地下水资源评价的前提和基础。为更准确的评价鄂尔多斯盆地陇东能源基地地下水资源量,本文以地下水系统理论为指导,在地下水划分基本方法的基础上综合考虑研究区构造特征和地下水类型、分布特征、循环方式、补径排条件等因素,同时借鉴鄂尔多斯盆地内蒙古能源基地地下水系统划分方法,将鄂尔多斯盆地陇东能源基地划分为3个级别。本次研究对鄂尔多斯盆地陇东能源基地地下水资源评价工作奠定了基础。     

鄂尔多斯盆地北缘地球化学大数据样本优选分析

众所周知,地球化学数据携带有众多地质噪音,这些噪音严重影响地球化学数据信息的客观性与可靠性;对于地球化学大数据融合分析而言,确定样品的有效性及变量优选是滤除地质噪音、建立最优样本集合的必要性工作,因而在地球化学大数据处理分析前需首先进行大样本优选,从而更加客观、真实的揭示地球化学大数据信息及相关地质意义。本文以鄂尔多斯盆地北缘1∶20万地球化学土壤测量数据为例,考虑元素之间的地球化学亲和力与组合匹配关系,建立非线性大样本优选模型。具体做法是基于优选后的样品矩阵,将39个元素变量分解成若干独立因子向量,将最优独立因子向量作为元素组合,其向量各分量作为元素变量的权重,依权重大小进行变量优选;优选后的样本集合可以作为该区地球化学数据分析与信息识别的有效地学信息集合,运用这种集合可以有效开展鄂尔多斯盆地外围铀地球化学分析,并为盆地铀资源预测奠定基础。     

鄂尔多斯自流盆地地下水来源争议问题讨论

本文讨论了鄂尔多斯自流盆地地下水来源存在争议的两种学术观点,指出了前人关于鄂尔多斯地下水补给、径流、排泄模型所存在的问题:①在四水转化过程中缺少了最重要的研究内容——土壤水的运动,通过概念模型得到的地下水循环模型不能解释地下水分水岭与基底断裂带重合的事实.②部分学者在进行地球化学反向模拟的的研究中,没有对白云石、方解石中的同位素进行对比分析,碳同位素不支持模拟分析结果.③采用14C测定地下水年龄中受到深部CO2的干扰,在中国北方地区不适合采用14C测定地下水的年龄.笔者等通过黄土剖面土壤水中的氘—氧同位素与Cl-分布特征,指出鄂尔多斯盆地的降水非但不能补给到地下水中,而且土壤水的主要来源是地下水.鄂尔多斯自流盆地的主要补给源是外源水,深大断裂带是导水的主要通道.     

CFCs法在鄂尔多斯白垩系地下水盆地浅层地下水年龄研究中的应用

鄂尔多斯白垩系地下水盆地是中国重要的能源基地,利用CFCS方法对鄂尔多斯白垩系地下水盆地年轻地下水年龄进行测定,取得了比较准确的结果。结果表明,盆地地下水系统可以分为局部地下水系统、中间地下水系统和区域地下水系统。地下水盆地内局部地下水系统地下水循环更替快,年龄为20 a左右,地下水年龄随深度增加而增加;中间地下水系统和区域地下水系统地下水循环更替相对较慢,年龄大于70 a,可以寻求14C等其他同位素方法确定准确年龄。     

鄂尔多斯盆地水文地质特征及地下水系统分析

鄂尔多斯盆地是我国西北地区东部的一个大型构造沉积盆地,蕴藏着丰富的矿产资源,是我国正在建设 的重要能源基地;鄂尔多斯盆地同时也是一个巨型地下水盆地,赋存相对丰富的地下水资源,将为能源基地建设提 供重要水源。鄂尔多斯盆地是由多种不同类型岩石上下叠置构成的构造沉积盆地,因此它也是一个由不同含水岩 类的多个含水层系统上下叠置构成的巨型地下水盆地。鄂尔多斯盆地总体上构成一个半开启型的地下水盆地,盆 地内不同含水层系统地下水交替循环的方式和深度不同,以寒武系-奥陶系碳酸盐岩类岩溶含水层系统和白垩系 碎屑岩类孔隙-裂隙含水层系统的交替循环深度较大(可达1200～1800m);新生界松散岩类孔隙含水层系统和 石炭系-侏罗系碎屑岩类裂隙含水层系统的交替循环深度较小(一般小于300m)。鄂尔多斯盆地实际上包含了周 边岩溶地下水、白垩系自流盆地地下水和东部黄土区地下水共3个地下水大系统。在各地下水大系统内,又可根 据各自的地质-水文地质结构特征、地下水循环条件以及和地表水系的关系等,再进一步划分成7个地下水系统 及16个地下水亚系统。文章在对鄂尔多斯盆地的地质-水文地质结构特征和地下水循环条件进行分析的基础 上,对整个盆地地下水系统进行初步分析,为盆地地下     

鄂尔多斯地下水同位素组成与气候变化关系

鄂尔多斯盆地地下水中18O同位素组成与区域古气候变化关系研究有利于认识区域水循环规律,在对鄂尔多斯盆地地下水18O、14C同位素资料分析基础上,结合相关古气候变化研究成果,对比研究鄂尔多斯盆地地下水的同位素组成与古气候变化的关系,认为:①鄂尔多斯盆地地下水中稳定同位素(δ18O)含量的变化与该区古气候的变化具有良好的对应关系,特别在10 kaB.P.前后,鄂尔多斯盆地南部的古气候变化与其地下水中的δ18O含量变化十分明显;②鄂尔多斯盆地南部,10.2～11.9 kaB.P.、13.1～14.4 kaB.P.及16.2～18.9 kaB.P.三个时间段,可能由于当时古气温较低,导致地下水相对补给偏少;③古地下水的补给过程受古气候的变化影响呈现非等速补给特征.     

基于RS的鄂尔多斯北部盆地地表蒸发量的计算

蒸发是鄂尔多斯北部盆地地下水排泄的重要途径,是水资源评价中的一项重要内容。为了计算鄂尔多斯北部盆地的蒸发量,为地下水数值模型的建立提供参数,采用了遥感方法计算蒸发量。应用美国国家海洋与大气管理局的NOAA/AVHRR卫星图像数据,根据SEBS模型计算了研究区的日蒸发量,并用气象站的蒸发观测数据对遥感计算结果进行标定,得到全年的蒸发总量。这种方法使遥感计算蒸发量由科学研究向应用前进了一步。     

鄂尔多斯盆地白垩系沉积建造对地下水的控制

有关鄂尔多斯盆地地下水系统,前人已做过大量的研究,总结出不少的成果和规律.但从沉积建造方面研究地下水系统的不多.本文详细研究了白垩系沉积建造的特征和规律,探讨其对于研究区白垩系地下水系统的形成、富集和赋存的影响和控制,对于研究区白垩系地下水的开发和利用提供了重要的依据.     

Isotopic constraints on the origin of groundwater in the Ordos Basin of northern China

Despite its extreme aridity, the Ordos Basin in northern China is rich in groundwater. Many artesian wells or springs with large fluxes are utilized for drinking, irrigation and industrial production. In a search for the origin of the groundwater, a detailed investigation of the stable isotopes of oxygen and hydrogen in the local precipitation, the river water, the springs, the well water, as well as the soil water extracted from six soil profiles in the Ordos Basin, was carried out. The data show that δD, δ¹⁸O and TDS values of the river water are similar to those of groundwater, while the TDS values of the soil water are about ten times greater than those of groundwater. Furthermore, the mean isotopic compositions of the local precipitation are significantly higher than those of river water and groundwater. Based on the chloride mass balance method, the estimated recharge rates range from 5.2 to 17.2 mm/year, with a mean value of 10.5 mm/year. The results show that the main source of recharge of the groundwater in the Ordos Basin is not the local precipitation, but must come from a region where the precipitation is characterized by much lower δD and δ¹⁸O values. In addition, the groundwater in the Ordos Basin contains a component of mantle-derived ³He and crust-derived ⁴He suggesting that the groundwater may partly derive from flows through basement faults beneath the Ordos Basin.     

Groundwater Systems and Resources in the Ordos Basin, China

The Ordos Basin is a large-scale sedimentary basin in northwestern China.The hydrostratigraphic units from bottom to top are pre-Cambrian metamorphic rocks,Lower Paleozoic carbonate rocks,Upper Paleozoic to Mesozoic clastic rocks and Cenozoic deposits.The total thickness is up to 6000 m.Three groundwater systems are present in the Ordos Basin,based on the geological settings,i.e.the karst groundwater system,the Cretaceous clastic groundwater system and the Quaternary groundwater system.This paper describes systematically the groundwater flow patterns of each system and overall assessment of groundwater resources.     

Groundwater Systems and Resources in the Ordos Basin,China

The Ordos Basin is a large-scale sedimentary basin in northwestern China. The hydrostratigraphic units from bottom to top are pre-Cambrian metamorphic rocks, Lower Paleozoic carbonate rocks, Upper Paleozoic to Mesozoic clastic rocks and Cenozoic deposits. The total thickness is up to 6000 m. Three groundwater systems are present in the Ordos Basin, based on the geological settings, i.e. the karst groundwater system, the Cretaceous clastic groundwater system and the Quaternary groundwater system. This paper describes systematically the groundwater flow patterns of each system and overall assessment of groundwater resources.     

鄂尔多斯盆地周边地区岩溶发育模式及岩溶地下水开发利用探讨

鄂尔多斯盆地周边岩溶区岩溶含水岩组主要由奥陶系和寒武系灰岩组成,岩溶发育受层状裂隙和构造裂隙控制,主要分布在盆地的东缘、南缘和西缘。文中通过对鄂尔多斯盆地周边岩溶区碳酸盐岩分布特征和埋藏条件的分析,提出3种岩溶发育模式:斜坡顺层岩溶发育模式、裂谷逆层岩溶发育模式和逆冲断层岩溶发育模式,对3种模式下岩溶发育的地质构造特点、水动力及水化学条件、岩溶发育特点进行分析和总结。初步探讨了3种模式下岩溶地下水资源量和开发利用规划。结果表明鄂尔多斯盆地周边岩溶地下水具有巨大的开发潜力。     

盆地地下水流系统形成与影响因素分析

目前区域（盆地）地下水流系统模拟研究中,常用的定水头与通量两种上边界条件刻画方法与实际条件存在差距。通过对比两种方法的差异和各自适用条件,采用解析法讨论地下水位的形成控制机制,提出了改进后的变通量上边界数值模型,并以鄂尔多斯盆地北部白垩系地下水流系统为例分析了盆地地下水流系统的形成与影响因素。研究表明,鄂尔多斯盆地北部白垩系水流系统地下水位受地形、补给条件和渗透系数三者共同控制,同时特有的气候、地形和岩性组合通过控制地下水位影响地下水流系统的发育演化。采用变通量上边界法探讨上边界条件改变对盆地水流系统的影响,对深刻认识区域地下水流系统形成演化机制,揭示地下水系统与上边界气候变化、植被生态变化之间的相互作用关系具有一定优势。     

鄂尔多斯盆地地下水勘查

鄂尔多斯盆地矿产资源丰富，生态环境脆弱，地下水资源分布不均，水质复杂。在研究盆地周边岩溶区岩溶发育规律，地下水富集规律，地下水的补给、径流、排泄条件的基础上，将周边岩溶区划分为9个岩溶水系统，进一步划分为25个岩溶水子系统。白垩系自流盆地初步揭示了深部赋存有丰富的地下水，地下水受岩相古地理、地下水补径排条件等控制，水质差异较大。总结了东部黄土覆盖区的地下水类型及开发利用模式。     

鄂尔多斯白垩系盆地地下水流动系统驻点的理论与实际意义

地下水系统理论、达西定律和泰斯公式是水文地质学的三大支柱理论,地下水流动系统理论较好地刻画了盆地尺度地下水的循环特征,是指导区域地下水勘查与合理开发利用的重要工具。迄今为止,对地下水流动系统中驻点的形成机理和特征的认识一直停留在定性分析阶段,在实际的大型盆地地下水流动系统中发现并证实驻点存在的实例也不多见。以鄂尔多斯白垩系盆地北部的二号剖面为例,利用双Packer系统获取的不同深度地下水位、水化学和同位素的分层数据,采用水动力学、水化学和放射性碳同位素等综合方法,以实际资料证实并发现在大型盆地深层地下水流动系统中驻点的存在,但这个驻点并不是一个点,而是占据了一定的区域;理论研究认为驻点附近地下水的溶解性总固体较高,实际情况不一定如此,也可以是较低矿化的水,它取决于含水介质中可溶盐量的多少。该项成果进一步完善了地下水流动系统的理论,具有重要的理论与实际意义。     

对鄂尔多斯盆地周边岩溶水系统的几点认识

鄂尔多斯盆地地周边分布的古生界碳酸盐岩赋存有丰富的岩溶地下水，受背景地质条件的控制，不同地段地层岩性，岩溶发育程度，岩溶水的补给和赋存富集规律均有差异，并形成了多个岩溶水系统。