中国北方岩溶地下水污染分析

近年来,受气候变化和强烈人类活动的影响,环境物质及能量多频次、大范围的输入,极大程度上改变着岩溶水系统的水环境质量,岩溶水生态环境遭受不同程度的威胁和破坏,岩溶水水质日趋恶化。本文归纳分析了我国北方岩溶水系统水质特征、污染现状、污染来源及污染途径。我国北方岩溶水水质类型中硫酸盐型水和氯化物型水的分布逐渐增加,主要污染组分为总硬度、SO42-、F-、NO3-和TDS等。其中硫酸盐和硝酸盐污染强度和范围最大,呈现出显著的人类活动影响特征。依据我国北方岩溶系统结构及水力学特征,将岩溶水污染途径概括为:①连续入渗型——主要包括岩溶区地表水（河流、水库等）渗漏污染,城镇污水渠或排污管道破损引起的污水渗漏污染;②越流型污染——污染孔/裂隙水（含矿坑水/老窑积水等）越流污染岩溶水;③间歇入渗型——固废淋溶入渗和污水灌溉渗漏污染等。据此提出了推进岩溶水水资源保护和污染防治的合理化建议。      

滇东南泸江流域岩溶地下水质量及污染影响因素研究

泸江流域是滇东南典型的喀斯特断陷盆地发育区,主干水系连接着多个断陷盆地及坡立谷.根据最新的地下水污染调查资料,流域喀斯特地下水质量总体以Ⅲ类为主,水质超Ⅲ类的岩溶水点中,东部多,西部少,且暗河占比最大,岩溶泉次之,机井最小.主要污染源是工矿企业及城镇生活垃圾污染源,研究分析了污染影响因素为环境水文地质条件的差异、污染源类型及排污强度、岩溶含水层防污性能的强弱程度和岩溶地下水污染机制的不同.详细阐述了岩溶地下水主要污染机制为落水洞或岩溶洞管灌入污染机制、溶隙溶孔含水介质渗透污染机制及浅覆盖型岩溶含水层越流渗漏污染机制.针对性的提出了3条防治对策:一是调整工业布局,切实减少、杜绝污染源;二是调查污染源及污染途径,重视环境水文地质条件对污染物迁移转化的影响;三是编制地下水开发与保护规划,制定相应的管理措施,有效保护水源.     

中国南方岩溶地下水面源污染风险评价及防控对策

我国南方发育分布了约80万km2的碳酸盐岩地层、3 620个岩溶地下水系统,赋存了1 806×108 m3/a岩溶水资源,为南方69个城市约5 000万城市居民及8 000多万农村人口提供了供水水源。但是岩溶水受到了程度不同的污染,而农业面污染源对岩溶水所产生的污染已经远远超过非面源污染,威胁着岩溶地区供水安全。岩溶地下水污染风险评估研究意义重大。作者在全面系统地分析了南方岩溶水特点、污染类型及污染途径等的基础上,结合已有的实验研究结果总结了岩溶地下水污染的防护能力,提出了污染风险识别、污染概率估算、污染风险评价与防控的理论方法,并以贵阳为例,对岩溶地下水面源污染风险进行了评价,针对岩溶地下水面源污染特点提出了防控对策。     

娘子关泉域径流-排泄区岩溶水污染特征及成因分析

娘子关泉域径流-排泄区主要分布于山西省阳泉市,泉域内岩溶水是阳泉市重要的供水水源。分析评价了泉域径流-排泄区水质变化,结果显示岩溶水污染严重,主要污染物为SO2-4、总硬度、TDS。岩溶水中SO2-4的浓度来源对判别总硬度和TDS的污染源具有指示性意义,应用硫同位素(34S)计算表明采煤是岩溶水水质污染的重要原因。与2003年水质对比,地表水和岩溶水中SO2-4来自煤系硫的比重都有所增加,尤其以岩溶水排泄区的增长速率最大。     

邢台市岩溶水污染现状与演化趋势预测

由于地表水的污染和固体废物的乱堆放,导致邢台市岩溶水多处出现污染现象,且污染范围不断扩大,严重威胁下游水源地的供水安全。本文依据大量水质监测数据,评价了岩溶水的污染现状,采用数值方法预测了污染源继续存在和污染源得到治理两种情况下地下水污染的演化趋势,并分析了其对水源地的影响。预测结果表明:污染源存在时,地下水污染物Cr6+超标浓度等值线将以0.769m/d的速度扩散;在污染源得到有效治理和控制后,地下水污染物超标浓度等值线扩散速度将减少至0.402m/d,可见污染源治理对减缓地下水污染的扩散有重要作用。预测结果可作为选择地下水保护方案和污染治理措施的依据。      

一种岩溶地下水污染风险的源径标值评价方法

以往,国内外提出的关于岩溶地下水污染风险评价方法与防控措施,都是基于地下水脆弱性评价的理论方法,是在对岩溶地区进行流域范围内大面积的脆弱性评价基础上,进行岩溶水污染危险性分区,然后以危险性分区为依据,提出岩溶水污染风险防控措施.这种风险评价与防控方法,是针对大区域大范围的岩溶水的.评价出的结果或提出的防控措施,对于具体的岩溶水源地针对性差.本文针对中国南方岩溶地区降雨时期集中、水循环快、分布不均、易受污染等特点,综合考虑水源地(污染目标)、污染源、污染途径、污染造成的损失值等因素,首次提出了岩溶水污染风险的"源-径-标-值"(SPTV)评价方法,从控制污染源、切断污染途径、保护岩溶水源等角度提出污染防控措施,针对性、可操作性都很强,克服了已有方法的缺点,具有较好的推广应用前景.     

广花盆地地下水硝态氮含量变化规律

广花盆地隐伏岩溶水以低矿化度的ＨＣＯ３－Ｃａ型水为主，水质仍属优良，但地下水中硝态氮的污染也很普遍，污染较严重的地段主要集中在医院，工厂，村镇等人口稠密区及其下游，硝态氮含量随时间的变化趋势有平稳型，急剧上升型和逐渐消减型等３种，波动性均较大（零至几毫克每升）甚至发生突发性跳跃，对地下水水质预报很不利，加强地表污染源的管理，设立地下水水质监测网点和设置卫生防护带，是保持地下水水质优良和开发利用的必     

逐步回归分析在焦作地下水水质预测中的应用

作者在收集和分析大量地质及水文地质资料的基础上,提出影响焦作地下水质变化的主要因素是降水量和开采量。据此建立了水质概念模型和相应的数学模型,并由计算机获得了26个水质预测方程,其精度均在允许误差范围内。在中国北方岩溶地区,若岩溶地下水补给区未受污染,且影响岩溶地下水水质变化因素已查明时,可采用本文提出的方法进行预测。     

邢台市区地下水饮用水源污染成因及规律的探讨

邢台市区地下饮用水源位于太行山前储存两种相当丰富的岩溶水和孔隙水的百泉泉域径流排泄区。令人担忧的是：浅层孔隙水已受到轻度污染，深层岩溶水出现个别水井水质超标。本文针对几起地下饮用水源污染事例，探讨岩溶水饮用水源污染成因和规律。     

焦作地区天然水环境同位素组成及其在岩溶水文地质中的应用

本文在研究焦作地区的大气降水、地表水和地下水的氢氧稳定同位素组成和氢的放射性同位素(氚)以及它们的分布特征的基础上,利用环境同位素水文地质方法探讨了焦怍地区岩溶水的补给、迳流和排泄条件,并分析了焦作岩溶水系统与三姑泉岩溶水系统的关系。      

重工业区高脆弱岩溶含水层中多环芳烃污染的初步研究

以西南岩溶地区某市重工业区为研究对象,采集水文地质单元内地下水和土壤样品,利用气相色谱-质谱法（GC-MS)测试美国环保署16 种多环芳烃（PAHs）优控物。初步研究表明,研究区地下水16种PAHs均被检出,浓度为1 135.79～1 361.26 ng/L,以菲、蒽、萘、屈、芘为主;地下水处于中等污染程度,其中苯并[a]蒽、屈、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽4种浓度超过美国EPA2009《国家推荐的优先有毒污染物水质标准》标准;PAHs特征比值显示含水层中的PAHs来源于燃煤和炼焦污染源,与钢铁厂和化肥厂排放的特征有机污染物一致。研究区污染源下游大面积区域地下水已经受到PAHs污染,且出现排泄区PAHs浓度高于径流区的现象,岩溶含水层PAHs的污染主要受两方面影响:一是洼地、裂隙发育,断层破碎带和强风化白云岩等为PAHs在含水层中的运移提供了有利条件,同时污染源区内地下水大量开采加速了污染物向地下水的入渗;二是水电站建坝蓄水发电,江水水位抬高,河岸地下水排泄速度减慢,可能致使岩溶含水层中PAHs的自净能力减弱。生态风险评价显示地下水中菲、蒽、芘、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽处于重污染风险,应采取措施降低污染风险。      

九里山煤矿垂直井起裂压力对煤层气产能的影响

为了总结豫北焦作矿区九里山煤矿煤层气井压裂抽采试验的成功经验与失败教训,基于弹性平面应变理论和数值模拟方法,讨论了煤岩体压裂缝的形成与发展机理,并推导了“三软”煤层压裂抽采井在不同地质条件下的起裂压力计算公式。通过对比计算结果与实际抽放试验资料,认识到在张性断裂构造发育的大水矿区,过大的压裂措施使煤层气井筒附近煤储层隔水底板受到较为严重的损伤,压裂缝转向底板太原组L7-8岩溶含水层, 导致大量地下水涌入地面采井。从产能效果看,强烈的地下水径流作用,使原先游离于储层空隙中的煤层气逸散殆尽,孔隙水压也使得大量吸附于裂隙中的煤层气难以解析,因而无法形成长期稳定的单井规模产量。     

优化技术在娘子关泉域岩溶地下水开采资源量评价与管理中的应用

我国北方岩溶地下水，多数是以泉域水资源系统为单元进行循环的，各岩溶地下水系统以规模大、系统结构复杂为典型特征。在岩溶地下水开发利用过程中，如何兼顾各开采水源地的开采量、井采与泉水流量问等关系，以避免出现水文地质环境问题，是多年来水文地质界一直关注的问题。本文将水资源系统与供水系统相结合，采用优化技术建立了娘子关泉域岩溶地下水评价管理模型，以此为基础提出了多种开发方案，为类似地区的地下水评价与开发管理提供范例。     

Feasibility Analysis on Resuming Flow of Large Karst Spring in Heilongdong

Based on discussion about the features of karst groundwater resources distribution of karst water system in Heilongdong Springs and causes of spring groups cutoff and according to current karst groundwater resources and exploitation distribution conditions of coal resources, this paper put forward the measures for protecting groundwater resources, i.e. intensifying plugging of underground coal mine gushing water points, grouting in advance to reinforce the small faults and weak lower confining bed of coal seam and leave sufficient waterproof coal pillars based on adjustment of the water sources for centralized water supply and water supplying and draining and countermeasures of improving use ratio of mine water and replacement of direct exploitation to realize resuming flow of spring groups and sustainable development of groundwater resources and exploitation of coal resources     

娘子关泉域岩溶水SO42-、δ34S特征及其环境意义

在分析区域地质、水文地质条件及水化学同位素的基础上,研究了山西娘子关泉域岩溶水的SO42-、硫同位素分布特征。研究表明:（1）泉域西北、西南地区岩溶水的SO42-主要来源于石膏的溶解;（2）泉域中部汇流区岩溶水的SO42-含量高而δ34S值低,其中的SO42-主要来源于煤系矿坑水,这是因为温河、桃河及南川河沿岸的岩溶水接受了被矿坑水污染的河水的渗漏补给以及部分地区受到钻孔串层污染;（3）娘子关泉群中城西泉水中的SO42-主要来源于煤系矿坑水,而五龙泉和集泉站水中的SO42-主要来源于石膏的溶解;（4）泉域东北部及东部河流沿岸以外的地区,岩溶水中的SO42-主要来源于大气降水、石膏溶解,并受到所处地层岩性的影响。      

北京西山泉域岩溶水系统特征探讨

北京西山地区岩溶地下水主要以相对独立的岩溶地下水系统进行循环,其水文地质条件、系统结构模式及其水资源的重要性等,在北方具有代表性。文章主要以北京西山鱼谷洞泉域岩溶水系统、黑龙关泉域岩溶水系统、玉泉山泉域岩溶水系统为研究对象,从岩溶含水层结构、地下水循环、地质构造等方面,总结出北京西山泉域岩溶水系统特征主要为:双层含水层结构、多个子系统构成且多点排泄、系统内岩溶水转化关系复杂多样、岩溶水富集带及系统边界集中在逆冲断层处。      

煤矿(床)水文地质学的研究现状及展望

煤矿(床)水文地质学是研究煤炭资源开发过程中地下水活动规律以及为防止其对采煤工程的不利影响,保护矿区生态环境的一门应用性地质学科,对煤矿安全生产工作具有重要的推动作用。近年来,在保水采煤技术、华北型煤田防治水技术体系、陷落柱发育规律及其治理技术、煤层底板含水层注浆改造保障技术等方面取得了重要进展。随着煤炭开采强度和开采规模的进一步扩大,学科发展面临着诸如老空水及陷落柱探测、矿坑充水条件变化、矿井水患实时评价及治理等重大问题。提出了在学科发展中应优先解决诸如“三高”(高地压、高地温、高水压)地质条件下煤矿突水机理、西部地区煤炭资源开发过程中突水溃砂机理、水资源承载力及其调蓄技术、矿井水资源化及其合理利用研究以及综放开采条件下冒裂带发育规律研究等科学问题。      

济南岩溶泉域泉群区水化学与环境同位素研究

本文通过对济南岩溶泉域排泄区地下水样品的分析,采用主要离子(Cl、NO_3、Mg、Ca、HCO_3、SO_4)、微量元素(Br、Ba、Sr)、氢氧同位素(~2H和~(18)O)、硫同位素(~(34)S)等示踪因子的综合研究方法,结合岩溶泉域实际水文地质条件,揭示了济南泉水的水文地球化学特征、枯丰期水化学动态和环境同位素特征,确定了泉水在枯、丰水期不同的补给来源及补给途径。研究显示,泉群区出流的泉水可以分为三组,黑虎泉出流的路径是经奥陶系灰岩直接出流,趵突泉是经奥陶系灰岩与第四系沉积层出流地表,而五龙潭泉、珍珠泉和53号井则是在灰岩和侵入岩体的接触地带及第四系沉积层较薄弱处涌出地表;在丰水期地下水是混合补给,包括来自奥陶系岩溶水直接补给和硅酸盐岩裂隙水的间接补给,而在枯水期地下水主要由奥陶系岩溶水直接补给;泉群区地下水中的S主要来源于燃煤,而且有不断增加的趋势。     

环境同位素在北京平谷盆地山前侧向补给研究中的应用

利用地下水水化学和同位素测试分析成果,结合区域地质、水文地质条件研究了平谷北山山区侧向补给情况和中桥水源地地区第四系松散孔隙水和下伏岩溶水关系。结果表明：研究区第四系松散孔隙水和基岩岩溶地下水均来源于大气降水,地下水化学类型均为HCO-3-Ca2+?Mg2+ 型;平谷北山山前基岩岩溶水侧向补给平原区第四系松散孔隙水和下伏岩溶地下水;通过D值估算得到中桥水源地第四系浅层地下水的山区岩溶水侧向补给和垂向降水入渗补给比例为57：43;中桥水源地基岩岩溶水接受山区岩溶水侧向补给和第四系孔隙水垂向越流补给比例为87：13。研究成果为平谷地区地下水资源量评价和地下水动力场数值模型的建设提供了关键参数,为区域地下水的合理开采和有序回补涵养提供了科学依据。     

济南明水泉域岩溶地下水数值模拟及泉水水位动态预测

应用地下水模拟软件GMS建立山东济南明水泉域的三维地下水流数值模拟模型,对泉域内岩溶地下水进行数值模拟和水平衡分析,评价了泉域岩溶地下水资源总量和在保持泉水常年喷涌条件下的岩溶地下水可采资源量。在此基础上,应用时间序列分析法对泉水水位动态进行了预测。结果表明:明水泉域多年（2003-2014年）地下水补给量为1.23×108 m3·a-1,排泄量为1.36×108 m3·a-1,均衡差为-1.30×108 m3·a-1;模型预测未来20年泉水最低水位为55.65 m,最高水位为68.72 m,平均泉流量为34.6×104 m3·d-1。