极端洪涝作用下江西乐安河沿岸地下水化学组分特征及来源分析

为研究极端洪涝作用下乐平市乐安河沿岸地下水化学组分来源及环境健康风险,综合应用图示法、数理统计、主要离子比等方法,对研究区洪涝期间及洪涝后期24组浅层地下水样品的22项指标进行了分析。结果表明：不同时期地下水主要化学组分无显著差异,均属弱酸性的低矿化度淡水,优势阴、阳离子分别为HCO^-₃、SO₄^2-、Ca²⁺、Na⁺、K⁺。地下水水化学类型空间差异明显,洪涝期间以HCO₃-Ca·Na型和HCO₃·SO₄-Ca·Na型为主,洪涝后期出现Cl型及NO₃型水。地下水主要组分的形成主要受控于水-岩相互作用、硅酸盐矿物溶解、阳离子交替吸附作用,局部地区受农业施肥、污水排放等人为活动干扰。洪涝灾害发生后地下水水质较差,不适宜直接饮用,污染指标主要为氨氮、NO₃^-、Mn、Cd,污染物来源于地表-地下水混合、洪水对土壤中含锰矿物的溶滤以及乐安河上游采矿活动。     

乌兰木伦河流域地下水水化学同位素特征及补给关系

研究河水与地下水的水化学同位素特征及相互作用,对流域内水资源的保护与开发利用具有重要意义。以地处神府东胜煤田的黄河流域内的乌兰木伦河流域为研究对象,采用统计分析、Piper三线图和两端元模型分析流域降水、河水、地下水(矿井水、生活井水)的水化学特征、氢氧稳定同位素特征及其分布规律,探讨了流域内降水、河水与地下水的补给关系。水化学分析结果表明：河水的水化学类型为HCO₃-Na型和HCO₃+SO₄-Na型;矿井水的水化学类型为HCO₃-Na型、HCO₃+Cl-Na型和HCO₃+ SO₄-Na型;生活井水的水化学类型为HCO₃-Ca型,矿井水与河水联系较为密切。同位素分析结果表明：地下水受到大气降水和河水的共同补给,三者之间存在水力联系以及一定程度的水体转化。当地下水井深小于135 m时,大多数采样点河水对其补给贡献率为58.47%～80.94%;当地下水井深大于135 m时,河水对其补给贡献率为21.47%～58.69%。在地下水采样点距离河道8.8 km范围内,河水对地下水的补给贡献率超过45%,表明河水是地下水的重要补给来源之一;当地下水采样点距河道超过8.8 km时,河水对其补给贡献较弱。随着水井深度的增加、与河道距离的增大,河水对地下水的补给贡献率越来越小。该研究可为流域水资源管理与保护提供基础支撑。     

新疆祁漫塔格地区地下水化学特征及成因分析

为了解新疆祁漫塔格地区地下水化学特征及主要离子来源,依据地下水采样调查数据,综合利用数理统计分析、Piper三线图、Gibbs图、离子比值和水文地球化学模拟等方法进行分析探讨。结果表明：研究区地下水总体呈弱碱性;地下水化学类型主要为Na-Cl·SO₄型、Na·Mg-Cl·SO₄型和Na·Mg-Cl·SO₄·HCO₃型;蒸发浓缩作用和岩石的风化溶解是影响和控制研究区地下水化学成分的首要因素,其中,岩石的风化溶解以蒸发岩（石膏和盐岩等）和硅酸盐（钾长石、钠长石、钙长石和镁长石等）的溶解为主。     

山东某大型电厂桩基混凝土防腐蚀性试验

为研究桩基混凝土在腐蚀性地下水环境中的耐久性,依据山东某大型电厂中等～强腐蚀性地下水地质条件,在Cl^-与SO^2-₄共存的地下水环境与只存在SO^2-₄的水环境中进行桩基混凝土防腐蚀性试验。结果表明:在Cl^-与SO^2-₄共存的地下水环境中,混凝土受硫酸盐侵蚀的程度比只存在SO^2-₄的水环境中轻微;掺加防腐剂并没有明显提高混凝土抗蚀能力;抗硫酸盐水泥的抗硫酸盐侵蚀性与普通硅酸盐水泥接近,但抗氯离子侵入性难以满足耐久性要求;采用普通硅酸盐水泥、大掺量掺和料、低水胶比的高性能混凝土能满足桩基耐久性要求。     

格尔木河水化学特征及成因

为探究格尔木河水化学沿程变化情况,于2019年7—8月在该区采集33组水样进行测试分析,采用Piper三线图解法和Gibbs图解法,分析了格尔木河从源头至入湖口的水化学特征、形成原因以及主要离子来源。结果表明:格尔木河水体沿程水化学呈现由HCO₃-Ca-Mg型到HCO₃-Cl-Na-Ca-Mg型再到HCO₃-Cl-Na-Mg-Ca型的演变特征,到溢出带北侧Cl^-和Na⁺逐步占主导地位;水化学类型的主要形成原因为溶滤作用和蒸发浓缩作用;主要离子来源为石盐、碳酸盐以及硫酸盐等的风化溶解。     

新疆和田地区地下水“三氮”污染特征及健康风险评价

为探明新疆和田地区地下水“三氮”污染的现状及其对当地居民健康的影响,对采集的76组地下水水样中的NH₄⁺—N、NO₂^-—N和NO₃^-—N的浓度进行检测,通过统计分析地下水“三氮”的污染特征,采用健康风险评价模型在饮水暴露途径下,进行地下水“三氮”对不同人群的非致癌风险评估。研究结果表明：和田地区地下水中NO₃^-—N的污染程度最大,超标率为2.63%,对不同人群人体产生的非致癌风险指数范围为0~8.438×10^-1（成人）和0~2.360（儿童）;其次为NH₄⁺—N,超标率为1.32%,对人体产生的非致癌风险指数范围为0~3.689×10^-2（成人）和0~1.032×10^-1（儿童）;NO₂^-—N无超标点,非致癌风险指数范围为0~8.573×10^-3（成人）和0~2.398×10^-2（儿童）。研究区地下水中NH₄⁺—N和NO₂^-—N对人体产生的非致癌风险均在可接受范围内,NO₃^-—N对人体产生的非致癌风险应引起重视,且对儿童的影响大于成人。本次研究可为当地地下水污染风险防控提供理论依据。     

南京市典型区域城市湿沉降污染成分特征分析

以南京市中心城区鼓楼区和城市郊区仙林地区为对象,对2009年12月至2011年7月每场降雨雨水进行水质监测和分析,研究城市湿沉降面源污染特征。结果显示:①研究区域雨水的主要污染成分为SO₄^2-、NO₃-N、TN和COD;②实验监测期内,鼓楼地区雨水中SO₄^2-、NO₃-N、TN和COD质量浓度均高于仙林地区雨水组分。其中,SO₄^2-质量浓度平均值62.79mg／L,约是仙林地区平均值16.11mg／L的4倍。③干湿周期对雨水水质影响显著。采集的雨水样本中,久未降雨后的首场雨水的COD、SO₄^2-质量浓度值高于相对连续降水后的雨水相关组分,但NO₃-N质量浓度低于连续性降水后的雨水组分。     

白洋淀水体氮、磷和重金属的变化特征及影响因素

为了探讨白洋淀水体污染的变化特征和来源,利用多元统计方法对白洋淀湖水中离子、营养盐（氮、磷）和重金属（Cd、Cr、Cu、Ni、Pb及Zn）进行研究,分析其时空变化,并揭示其影响因素和主要来源。结果表明：白洋淀湖水水化学类型包括HCO₃-Ca·Mg和SO₄·Cl-Ca·Mg,湖水总氮、Cd、Cr、Cu、Pb及Zn的平均值均高于V类水质限值。近20年来湖水总氮和总磷的平均值均呈现波动性下降,而两者无明显相关性,主要受气候和人类活动的共同影响。在空间上,淀内湖水营养盐和重金属表现出西部地区高、东南地区低的特征,多元统计分析进一步证实流域府河携带的污染物质是白洋淀水体氮、磷和重金属的主要来源,也是影响其空间变化的主要因素,但淀内不同地区的人类活动对湖水中N、P、Pb及Cr的影响也不可忽视。     

施用有机氮肥条件下地下排水中硝态氮流失的模拟研究

将改进的有机氮肥管理模型(MANIMEA)与广为应用的土壤水流运动模型(SWAP)相耦合，用于模拟评价施用猪粪条件下NO^-₃-N(硝态氮)通过地下排水的流失量。采用加拿大新斯科舍省农业大学试验站4个试验地块1999年的日地下排水量及NO^-₃-N流失量观测值对模型进行了模拟验证。模拟结果表明，预测的日地下排水量与观测的地下排水量吻合较好，相关系数在0.73～0.78之间；日NO^-₃-N流失量与地下排水量的关系密切，4个试验地块NO^-₃-N流失量模拟值与观测值平均误差在-0.017kg/hm²和005kg/hm²之间，绝对平均误差范围在0.087kg/hm²和0.152kg/hm²之间。模拟时段NO^-₃-N总流失量与观测值的相对误差在-0.5%和8.9%之间。总体来说，图形显示和统计指标分析表明，MANIMEA模型具有良好的模拟性能，模型能够较好的预测地下排水中NO^-₃-N流失量。     

支持向量机在吉林西部地下水质评价中的应用

支持向量机(SVM)是基于统计学理论的线性分类器，通过寻找最优分类超平面，实现结构风险 最小。对于非线性问题，引入核函数，在高维空间中构造较低VC维的函数集，获得较好的学习效果和泛化能力。针对以往水质评价方法存在的问题，将SVM方法应用于水质评价中，结合研究区的水环境特征，选择TDS、Mn、总铁、氟、总砷、总硬度、NO₃^-、Cl^-、SO₄^2-为评价因子，并对数据进行极差化处理，通过Libsvm软件包求模型惩罚系数C并实现核函数的选择，采用Matlab编程建立支持向量训练器和学习机，对不同层位的地下水水质 状 况进行评价，分析评价结果，为该区饮水安全规划提供科学依据；并将评价结果与综合 水质评价法和模糊综合评判法进行比较，探讨该方法的优越性和推广前景。     

新疆和田河流域绿洲区浅层地下水水化学特征及成因分析

以和田河流域绿洲区2014年44组浅层地下水样的化学数据为基础,运用描述性统计分析法、Piper三线图、Gibbs图和离子比值法对该区浅层地下水水化学特征进行了分析研究。结果表明,研究区地下水呈中性-偏碱性,大部分为硬度较高的微咸水,且处于氧化状态下。常见阳离子的含量差别较大,由大到小依次为Na~+Ca~(2+)Mg~(2+)K~+;常见阴离子的含量差别不大,由大到小依次为HCO_3~-Cl~-SO_4~(2-)。沿地下水流程从强径流区到弱径流区,离子的含量越来越多,TDS逐渐升高,水化学类型从混合型转变为以Cl-Na型和Cl·HCO_3-Na·Ca型为主。影响研究区地下水化学成分形成和变化的因素主要有蒸发浓缩作用、溶滤作用、阳离子交替吸附作用及人类活动。     

重庆老龙洞岩溶地下水化学特征及影响因素

为研究老龙洞地下河出口(G3)与表层岩溶泉(G1、G2)水化学特征差异及影响因素,利用统计方法对2012年月尺度的水化学数据进行分析。结果表明:研究区地下水水化学组成以Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-、SO_4~(2-)为主,水化学类型主要为Ca-HCO_3型;Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-浓度变异系数较小,主要来源于碳酸盐岩地层溶蚀,且以石灰岩溶解为主;硫酸与硝酸参与了碳酸盐岩的溶蚀,其中硫酸对碳酸盐岩溶蚀的影响更大;地下水中SO_4~(2-)、PO_4~(3-)、Na~+、K~+、Cl~-和NO_3~-浓度变异系数较大,主要受农业施肥、畜禽粪便、企业废水和生活污水等因素的影响;SO_4~(2-)、PO_4~(3-)、Na~+、K~+、Cl~-浓度表现为地下河高于表层岩溶泉,而NO_3~-浓度表现为地下河低于岩溶泉。     

浅层地下水水化学特征与土体盐分相关性研究

为研究南通地区浅层地下水与土体盐分特征的相关性,采集了31件水样、220件土样,并收集了60组水质资料,分析了浅层地下水水化学特征和土体盐分特征。研究表明:浅层地下水自西向东,TDS逐渐增大,主要为咸水和盐水,水化学类型为Cl—Na型,TDS与各离子(K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-)的相关性高;土体盐分特征和地下水基本相似,自西向东逐渐增大,随着深度的加深也逐渐增大,盐渍土类型为氯盐渍土,以弱盐渍土为主,表明土体中的盐分主要来自于地下水;地下水的TDS和土体的总盐量、K⁺、Na⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-的相关性都很高,为此建立多个关于TDS与土体盐分特征的线性预测模型,平均相关系数达0.839,平均预测准确率达到了88.93%,效果良好,从而可在不钻探成井的条件下,依靠采取的土样判断地下水的TDS,节省了钻探成井的费用。     

Potential hydraulic connectivity of coal mine aquifers based on statistical analysis of hydrogeochemistry

Mining activities interfere with the natural groundwater chemical environment, which may lead to hydrogeochemical changes of aquifers and mine water inrush disasters. This study analyzed the hydrochemical compositions of 80 water samples in three aquifers and developed a water source identification model to explore the control factors and potential hydraulic connection of groundwater chemistry in a coal mine. The results showed that the hydrochemical types of the three aquifers were different. The main hydrochemical compositions of the loose-layer, coal-bearing, and limestone aquifers were HCO₃·Cl–Na, SO₄·HCO₃–Na, and SO₄–Na·Ca, respectively. The correlation, Unmix, and factor analyses showed that the hydrochemical composition of groundwater was controlled by the dissolution of soluble minerals (such as calcite, dolomite, gypsum, and halite) and the weathering of silicate minerals. The factor score plot combined with Q-mode cluster analysis demonstrated no remarkable hydraulic connection among the three aquifers in the study area. The water source identification model effectively identified the source of inrush water. Moreover, the mixing ratio model rationally quantified the contributions of the three aquifers to inrush water.     

豫东平原扶沟等地高氟地下水成因和富集条件探讨

针对研究区211眼机井地下水水质调查结果,分析研究区高氟水分布特征、演化规律、水化学特征、高氟水形成的主导条件、影响氟富集的主要因素。结果表明:该区域浅层地下水中F-质量浓度随地下水埋深的增加呈上升趋势;地下水化学类型以HCO3-Na·Mg和HCO3-Na型碱性水为主;主导氟富集的环境条件是强碱化水化学环境,地下水中F-质量浓度与Na+质量浓度呈正相关,F-质量浓度与Ca2+质量浓度和HCO-3质量浓度分别呈负相关关系;除自然因素外,人类频繁活动也影响着水体中氟化物质量浓度的变化。     

Study of water quality of springs in Petra region,Jordan: A three-year follow-up

Petra region area was located in south part of Jordan has grown and urbanized rapidly. This area depends on the groundwater as a water resources. This study was undertaken to assess the physical, chemical quality of spring water of Petra region during a 36-months survey (September 2002 to September 2005). The samples were analyzed for temperature, conductivity, dissolved oxygen, pH, major cations (Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, and Na⁺), major anions (Cl⁻, NO⁻ ₃, HCO⁻ ₃, SO²⁻ ₄, PO³⁻ ₄, F⁻) and trace metals (Fe²⁺, Al³⁺, Cu²⁺, Ni²⁺ Pb²⁺, Zn²⁺ and Mn²⁺). Water quality for available springs in the study area showed high salinity due to longer period of contact with rocks. The chemistry of spring water samples were alkaline earth waters with prevailing bicarbonate and alkaline earth waters with prevailing bicarbonate chloride. Some springs showed that elevated nitrate, sulfate contents which could be due to percolation from septic tanks, cesspools and irrigational activities. The infiltration of wastewater from cesspools and septic tanks into groundwater was considered the major source of water pollution. The results showed that there were considerable variations among the examined samples with respect to their physical and chemical parameters, which lie below the maximum permissible levels of the Jordanian and WHO drinking water standards. The results indicate that the trace metals of springs water of Petra region do not generally pose any health or environmental problems.     

基于云模型的东平湖枯水期地下水水质评价

为考察南水北调东线工程通水前后东平湖地区枯水期地下水水质变化情况,引入云模型,选择总硬度、SO_4~(2-)、Cl~-、NO_3~-、NH_4~+、F~-6个水质指标作为评价因子,将南水北调东线工程通水前后的东平湖地下水水质实测数据输入云模型,得到各评价因子的确定度和基于权重计算的各采样点的综合确定度,由最大确定度确定各采样点的水质级别。结果表明,南水北调东线工程通水后,所采集的7个地下水水样的水质级别并未降低,湖区东部水样的水质劣于西部。     

Impact of Flood Spreading on Groundwater Level Variation and Groundwater Quality in an Arid Environment

In arid and semiarid areas, bimodal and high rainfall leads to infrequent flood that can be extremely damaging. To reduce the impacts of persistent intra-seasonal drought and also to reduce flood damaging in arid and semiarid areas, rainwater storage is a prerequisite that keeps water far from evapotranspiration, increases groundwater level and decreases flood hazards modification to exchange between surface water and groundwater through flood spreading, dams, etc. The purpose of this paper is to delineate and explain variations in groundwater recharge and groundwater quality along an ephemeral stream that has been modified by flood spreading. Groundwater samples were collected from 14 deep wells located at different distances from flood spreading projection area (FSPA) in 1 month interval during September 2005 to September 2008. Groundwater quality was followed via Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl^-, Hco₃^- SO₄^2-, Electrical Conductivity (EC) and pH measurements for two time periods between 2005 and 2008. The results show significant impact of flood spreading in groundwater table and groundwater salinity variation. Groundwater table decreased in all study wells, but groundwater drawdown increased by increasing the distance to FSPA (during 4 years study, 11.02 m in the well located at 20 m of FSPA versus 38.88 in the well located at 1,825 m). Also ion concentration increased in all of the wells during the study period, but the increasing ion concentration was significantly less important in FSPA closeness.