新疆鄯善县水环境氢氧同位素特征及其指示作用

根据鄯善县氢氧稳定同位素资料及氘盈余（d）值,分析了地表与地下水体的δD、δ18O和d值的分布规律,并得到地下水的主要补给来源及其与地表水的相互作用关系;地下水的δD在-87.88‰～-65.97‰间,δ18O在-9.4‰～-12.37‰间;地表水的δ18O在-10.08‰～-13.63‰间,d在14.12‰～32.19‰间。结果表明：鄯善县地下水和地表水同源于大气降水,且经历了较强的蒸发作用;地下水与地表水之间的水力联系较弱,深层地下水主要接受河水在洪积扇区的入渗补给,浅层地下水主要接受河流引水灌溉入渗;不同深度地下水之间的水力联系较为密切,为统一的地下水系统。     

李雅庄矿区地下水水化学及环境同位素特征研究

根据李雅庄煤矿水文地质勘查成果,对矿区主要含水层地下水水化学特征进行分析,并利用环境同位素方法进行水体来源研究。结果表明李雅庄矿区各含水层地下水水质存在一定差异;石炭系太原组岩溶裂隙水水质类型单一,与二叠系裂隙水相比,阴离子SO42-含量明显偏低,阳离子Na+含量则明显偏高;奥陶系峰峰组岩溶水水质相对复杂,并呈现出明显的水平分带性;奥陶系上马家沟组岩溶水与峰峰组岩溶水相比,水质类型及阴、阳离子含量均有明显差异。环境同位素研究结果表明,水样δD、δ18 O值偏离当地雨水线较远,说明太原组岩溶裂隙水及奥陶系岩溶水接受大气降水补给条件相对较差;水样氚浓度分析结果说明太原组岩溶裂隙水及奥陶系岩溶水未接受近年大气降水的补给,属于古水和新近入渗水以及二者混合水。     

大兴区奥陶系岩溶裂隙水保护对策

北京市大兴区供水主要以地下水为主,而其中奥陶系岩溶裂隙水占较大比重。通过对奥陶系岩溶裂隙水的补给、径流和排泄以及水化学特征等水文地质条件的综合分析,得出该含水层的主要补给来源为第四系水的垂向越流入渗,进而建立第四系、岩溶裂隙含水层联合的地下水数值模型,划定水源地保护区,并分别制定水源地区和非水源地区的保护措施,为大兴区奥陶系岩溶裂隙水的保护提供科学依据。     

土默川平原黄灌区地下水水化学及氢氧同位素特征分析

2016年冬灌期和2017年春灌期采集了干旱半干旱地区内蒙古土默川平原黄灌区灌渠水、地下水以及雨水,通过测定不同时期水体的水化学成分及氢氧同位素值,分析了水化学类型和同位素的分布特征,探讨了不同时期灌渠水对地下水的影响,判明了地下水的补给来源。研究结果表明:研究区大部分区域地下水补给源为灌渠水,而河森茂村、后荒地村一带主要受降水和侧向补给影响;研究区灌渠水和地下水氢氧同位素组成差异明显,从灌渠水到地下水氢氧同位素呈贫化趋势,但冬灌期、春灌期灌渠水对地下水的影响基本一样;地下水冬灌期、春灌期水化学类型及其分布规律基本一致,主要有HCO_3·Cl·SO_4-Na·Ca·Mg、SO_4·Cl-Na、HCO_3·Cl-Na·Mg和Cl-Na型水。     

挠力河流域水体氢氧同位素与水化学特征

通过野外考察取样和室内试验分析,应用氢氧同位素和水化学方法分析了挠力河流域地表水和地下水氢氧同位素特征和地表水与地下水的相互作用关系。结果表明:降水是地表水和地下水的补给源;湿地地表水氢氧同位素最富集;沿松花江、七星河和挠力河流向,氢氧同位素有富集的趋势;多通道井的氢氧同位素数据表明,地表水和地下水水力联系较强;挠力河流域地表水的水化学类型主要为HCO_3-Ca-Na,深层地下水水化学类型主要为HCO_3-Ca,在人类活动的影响下,浅层地下水水化学类型主要由HCO_3-Na-Mg-Ca演化为HCO_3-Mg-Ca-Cl(SO_4)。采用端元法计算得知,松花江在江川农场和山河村受到浅层地下水的补给,地下水的补给比例分别为7.6%和31.2%。     

黑河上游葫芦沟流域不同水体稳定同位素特征

以祁连山区黑河上游葫芦沟流域为研究区,确定了流域各水体的稳定同位素特征并分析了各水体间的水力联系。在此基础上,通过端元混合分析模型(EMMA)定量化了冻土活动层的水分来源。研究得出:葫芦沟流域大气降水线(LMWL)方程为δD=8.65δ~(18)O+22.82;河水蒸发线方程(LEL)为δD=5.92δ~(18)O+2.56,斜率与截距均比全球大气降水线(GMWL)与LMWL的小,表明河水经历了强烈的蒸发作用,且河水的δ~(18)O值从下游流域出口至上游源区逐渐降低,呈现明显的海拔效应(-0.46‰/100 m)。浅层地下水的蒸发线(LEL-S)的表达式为δD=7.69δ~(18)O+8.24,主要补给来源是降水,并排泄进河水;深层地下水的蒸发线(LEL-D)表达式为δD=6.09δ~(18)O+3.24,主要来源于古老水补给,也会接收现代水的补给。冻土活动层水分主要来源于降水(占比77.26%),其次来源于活动层季节性冰(占比22.74%)。     

青海省黄河重点流域水化学特征及其控制因素

选取青海省黄河重点流域2010—2020年地表水和地下水水质监测数据,综合运用Piper三线图、相关性分析法和Gibbs图法,分析了研究区地表水和地下水水化学特征,并探讨了水化学演化规律,结果表明:研究区水体呈弱碱性;地表水TDS为202～822 mg/L,平均值为388 mg/L,除个别地区为较高矿化度外,多数地区属于较低和中等矿化度;地下水TDS为122～1 960 mg/L,平均值为798 mg/L,地下水矿化度明显高于地表水的;地表水和地下水阳离子除龙羊峡至兰州干流区间以K~++Na~+为主外,其他均以Ca~(2+)为主,阴离子以HCO_3~-为主,其次为SO_4~(2-);地表水均为Ca~(2+)-HCO_3~-型水,地下水由Ca~(2+)-Mg~(2+)-HCO_3~--SO_4~(2-)型水转变为Na~--Mg~(2+)-HCO_3~--SO_4~(2-)型水;地表水、地下水水化学离子形成主要受岩石风化作用影响,受人类活动影响相对较小。     

三工河流域氢氧同位素特征及其水循环意义

以新疆三工河流域为研究对象,通过对地表水、浅层地下水及深层地下水采样,分析δD、δ~(18)O及氘过量参数d的分布规律,得到地表水及地下水之间的转换关系。结果表明:山区降水是研究区内水体的主要补给源;降水向地表水转化过程中,受蒸发作用影响较弱;地表水在出山口入渗补给地下水过程中,经历了较强的蒸发作用,地表水入渗地下后,一部分转入深层地下水,一部分转入浅层地下水,地表水对地下水的补给贡献量所占的比例为78.0%;深层地下水与浅层地下水水力联系较密切,在平原区深层地下水逐渐向浅层地下水运移排泄;浅层地下水主要受地表水、灌溉水补给,少量受大气降水补给,受蒸发作用影响强烈。     

基于同位素技术的金衢盆地水循环研究

为查明金衢盆地各水体同位素特征,弄清各水体之间的相互关系,采集了研究区降水样品、具有代表性的地表水和地下水样品,通过对大降水中氘(D)、氧(~(18)O)同位素的分析,建立了当地大气降水线,结合地表水及各类地下水稳定同位素特征,对金衢盆地水循环模式进行了分析。通过对氚(T)及~(14)C同位素的分析对地下水的更新能力进行了评价。结果表明:金衢盆地降水线斜率及截距大于全球大气降水线的;地表水、松散层孔隙潜水及红层孔隙裂隙水主要接受大气降水补给;红层孔隙裂隙水接受松散层孔隙潜水的越流补给;环境同位素富集特征表明,地下水自盆地南北两侧向盆地中心流动;松散层孔隙潜水更新能力比红层孔隙裂隙水的强。     

华蓥山隧道隧址区水文地球化学特征及涌水来源识别

针对华蓥山隧道施工中可能存在的涌突水问题,本研究在现场水文地质调查,取样测试分析的基础上,对华蓥山隧道隧址区地表水、地下水和隧道涌水的水文地球化学特征进行了分析,并对隧道涌水水源进行了识别。结果表明:隧址区水体的水化学类型主要为HCO_3-Ca和HCO_3·SO_4-Ca型,水质偏弱碱性,水化学成分主要来源于岩石的风化作用;隧址区浅层地下水和地表水联系紧密,大气降水是各水体的主要补给来源;隧址区地下水补给高程为315~1467 m,在东南区域,隧道涌水主要来自三叠系上统须家河组(T_3xj)碎屑含水层和侏罗系中统新田沟组(J_2x)碎屑岩含水层,西北部主要来自三叠系下统嘉陵江组(T_1j)灰岩岩溶含水层。     

鹤壁矿区奥陶系灰岩地下水水文地球化学特征及反向模拟

为探讨采矿活动对岩溶地下水水质的影响,以鹤壁矿区奥陶系灰岩地下水为研究对象,基于不同时期岩溶地下水水化学资料,采用Piper图结合离子组合比例分析法,分析矿区岩溶地下水主要组分的物质来源和水岩相互作用过程,并借助PHREEQC软件对其进行了反向水文地球化学模拟。结果表明:研究区岩溶水水化学类型主要为HCO_3-Ca·Mg型、HCO_3·SO_4-Ca·Mg型和SO_4·HCO_3-Ca·Mg型。主要水岩作用为碳酸盐岩、石膏和岩盐的溶解与阳离子交替吸附作用。煤矿区的岩溶水水质受采煤活动影响,水中SO_4~(2-)、Cl~-与TDS的含量较高,且采矿活动对水质的影响随时间增强。     

松花江吉林段傍河地带地下水化学特征及成因

为了解吉林省松花江流域傍河区地下水化学现状,采用数理统计、主成分分析法、Piper三线图示法、离子比例系数法及Gibbs图解法,探究区域地下水化学组分特征及成因。结果表明:研究区地下水属于淡水,长白山区地下水主要受大气降雨和碳酸盐、硅铝酸盐溶滤作用影响,优势离子为Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-、SO_4~(2-),形成HCO_3+SO_4-Ca+Mg型水,在岩石风化及蒸发浓缩双重作用下,地下水化学类型向SO_4+Cl-Na+Ca和SO_4+Cl-Ca+Mg转化;农安县以西及饮马河、伊通河流域地下水在蒸发浓缩、阳离子交替吸附及地表水混合作用下,Na~+(K~+)、Cl~-成为优势离子,水化学类型向着HCO_3+Cl-Na+Ca方向演变;研究区地下水主要污染组分为来源于工农业及生活污水排放的NO_2~-、总Cr、Fe和PO_4~(3-),同时沿流向耗氧量、NO_2~-等组分超标的地表水对地下水质量影响较大。     

新疆玛纳斯河流域平原区水资源组成和水循环

本文在分析新疆玛纳斯河流域平原区地表水、地下水同位素组分D、18O、T和14C特征的基础上，运用同位素混合模型进行了水资源组成和水循环研究。研究表明，在δD～δ18O图、T～δ18O图和14C～T图上，从上游至下游，地表水、浅层水和深层水的同位素分布具有明显的规律性，并在14C～T图上，可明显识别出古水，其14C介于0～40pMC之间，T值介于0～25TU之间。水资源主要来源于南部山区大气降水补给，上游是地下水的主要补给区。上游地表水有80.3％来自于山区大气降水，上游浅层水有83.5％来源于上游地表水。之后，浅层地下水在冲洪积扇前缘受阻溢出地表转化成地表水。再往下游，地表水、浅层水和深层水之间发生多次复杂的相互转化，最终耗于人工开采和蒸发。     

穆兴平原北区浅层地下水水化学分布特征 及其形成机理

采用2016年8月采集的192个地下水样品水化学数据,查明了穆棱河—兴凯湖平原(穆兴平原)北区第四系浅层地下水溶解性总固体(TDS)和地下水化学类型分布特征,并结合研究区水文地质条件和人类活动影响分析其形成原因。结果表明:穆兴平原北区浅层地下水主要以TDS小于0.5g/L的淡水为主,未见TDS大于1.0g/L的微咸水。地下水TDS受含水介质、溶滤作用和地表水-地下水交互作用影响,在区内呈多种分带规律。区内浅层地下水化学类型不具备明显的水平分带规律,主要以HCO_3-Ca·Mg型水为主,与人为活动较少的20世纪60年代背景水化学类型(HCO_3-Ca·Na型水)对照,地下水中硫酸根、氯离子及镁离子的增加与煤矿开采、生活用水污染及大范围农业施肥等人类活动相关。     

二塘沟流域地下水化学组分来源及空间分布特征

地下水是二塘沟流域居民生活饮用、农业灌溉的主要水源,对地下水的水化学特征的研究有助于了解地下水水化学环境与可再生能力,以便科学有效地管理和利用地下水资源,保护和改善地下水水质。采用数学统计方法、三线图解法以及Gibbs图分析了二塘沟流域地下水水化学组分的空间分布规律。结果表明:地表水水化学类型是HCO_3~-—Ca~(2+),北盆地浅层地下水由地表水补给,经过硫酸盐矿物溶滤,水化学类型为HCO_3~-+SO42-—Na++Ca~(2+),再经过南盆地平原绿洲区含氯化物矿物溶解及蒸发浓缩作用水化学类型为SO42-+Cl-—Na++Ca~(2+),最终排向艾丁湖附近形成Cl-—Na+型水。北盆地地表水水质较好,而地下水有变差趋势,即在火焰山北部山前有明显上升;南盆地地下水在山前及灌区四周水质较差。     

湖南省地热水氢氧同位素特征分析

本文通过研究湖南省地热水的氢氧同位素特征,来分析地热水的补给来源以及~(18)O的漂移和地热水的水-岩相互作用的强弱程度。对各个构造单元的氢氧同位素箱线分布图、δD-δ~(18)O值的关系分布图和氘过量d值的特征进行分析,结果表明:地热水的补给来源、形成环境和水-岩相互作用的程度基本是相似的,δD和δ~(18)O值大部分分布在区域大气降水线附近,说明湖南省地热水主要补给来源为大气降水,但有少量地下冷水的混入;各构造单元氘过量d值几乎都小于区域大气降水方程截距,说明湖南省地热水的水-岩相互作用的程度是比较强烈的,也解释了δD和δ~(18)O值偏离大气降水线的原因。该研究在一定程度上丰富了同位素研究在地热资源领域的成果。     

鄂尔多斯乌海地下水水位上升原因分析

鄂尔多斯盆地西北部最干旱的乌海地区地下水水位近几年来持续上升,地下水溢出地表形成了一些水泡子,部分居民房屋地基遭受到渗水的浸泡。分析乌海地区渗水、地下水、地表水、降水中的同位素与水化学成分,结合水量平衡分析与地质构造特点,对乌海地下水水位上升的原因进行深入研究。结果表明:乌海地区降水与地下水的δ18O-δD关系点分布没有落在同一条蒸发线上,当地降水对乌海地区的地下水没有补给;乌海地区南北向断裂带上地下水的δ18O与δD值比东西向断裂带上的富集,溶解总固体(TDS)小于1 g/L,与乌海地区的涌水一致,由此推测乌海地下水水位上升主要是因为南北向断裂带涌水所致;鄂尔多斯地区地下水的3He/4He与3H分析结果表明,岩石圈中的高导低速层可能是深循环地下水的导水构造。     

陕西“二华”地区浅层地下水循环特征分析

运用环境同位素和水化学成分作为水循环研究的示踪剂,揭示了陕西"二华"(华县、华阴)地区浅层地下水循环特征。通过现场调查并对浅层地下水采样,进行室内水化学和氢氧同位素组成测定,分析了浅层地下水氢氧同位素和水化学组成的空间分布规律。结果表明:研究区浅层地下水δ18O、δD分布规律反映降水是浅层地下水主要补给源,其径流方向为由南向北,渭河沿岸地区存在地下水漏斗区,渭河河水侧向补给该区域;水化学特征表现为研究区渭河沿岸水质矿化度较高,为微咸水分布区,靠近秦岭山前、研究区中部矿化度较低,为淡水分布区;研究区地下水硬度普遍偏大,其中下庙街、华阴农场、七连、夫水一带为极硬水分布区,整体上从南向北,水质从硬水过渡到极硬水。     

陕西“二华”地区浅层地下水循环特征分析

运用环境同位素和水化学成分作为水循环研究的示踪剂,揭示了陕西"二华"(华县、华阴)地区浅层地下水循环特征。通过现场调查并对浅层地下水采样,进行室内水化学和氢氧同位素组成测定,分析了浅层地下水氢氧同位素和水化学组成的空间分布规律。结果表明:研究区浅层地下水δ18O、δD分布规律反映降水是浅层地下水主要补给源,其径流方向为由南向北,渭河沿岸地区存在地下水漏斗区,渭河河水侧向补给该区域;水化学特征表现为研究区渭河沿岸水质矿化度较高,为微咸水分布区,靠近秦岭山前、研究区中部矿化度较低,为淡水分布区;研究区地下水硬度普遍偏大,其中下庙街、华阴农场、七连、夫水一带为极硬水分布区,整体上从南向北,水质从硬水过渡到极硬水。     

怒江源区那曲干流河水稳定同位素沿程变化特征

为了识别那曲流域的水循环过程,基于2016年8月,2017年1月、7月、8月、12月那曲流域采集的河水和湖水样品δ_D和δ_(18O)的测试结果,运用最小二乘法得到那曲流域夏季和冬季地表水线(surface water line,SWL)(夏季:δ_D=6.29δ_(18O)-18.01,冬季:δ_D=5.39δ_(18O)-33.54),分析了研究区河水和湖水稳定同位素时空分布特征。结果表明,河水中氢氧稳定同位素的变化具有显著的季节性差异,这可能是由河水的水源补给和蒸发作用引起的。错那湖湖水中,δ_(18O)值最大,其平均值为-9.28‰,受到不同程度蒸发分馏作用的影响,导致湖水富集重同位素。湖水对于河水中同位素和过量氘的分布具有重要的调节作用。干流河水中δ_(18O)平均值为-12.70‰,支流河水中δ_(18O)平均值为-14.88‰。以错那湖为分界点,干流河水中δ_(18O)值呈现为先增大后减小的变化趋势;过量氘(D-excess)值则呈现为先减小后增大的变化趋势。