指示娘子关泉群水动力环境的水化学—同位素信息分析

本文依据宏量组分、微量元素和氢氧同位氧组成监测资料，分析了娘子关泉群水动力环境及其水文地质演化趋势。除国家和城西泉主要排泄局部流动系统的地下水外，其它各泉均为不同空间尺度流动系统地下水混合、排泄之产物。在人类活动影响下，娘子关泉群水质恶化，流量衰减，水帘洞、程家泉断流，城西、坡底泉也面临断流之危险。目前抽取的水帘洞泉的水资源量组成已与五龙泉和苇泽关泉相似，以区域和中间流动系统地下水为主。     

济南四大泉群水化学特征及其成因分析

为明晰济南四大泉群水化学动态变化特征及成因,利用离子比例系数、PHREEQC模拟以及氢氧同位素反演等方法分析各泉群水化学成分特征及其形成过程。研究表明：（1）四大泉群阳离子Ca2+为优势离子,阴离子HCO3-为优势离子;（2）潭西泉和珍珠泉水化学类型稳定,而趵突泉和黑虎泉由HCO3—Ca型变为HCO3·SO4—Ca型;（3）四大泉群受地表水、寒武系凤山组-奥陶系岩溶水以及寒武系张夏组岩溶水混合补给,其中趵突泉、黑虎泉接受寒武系凤山组-奥陶系岩溶水补给占比略大,而潭西泉、珍珠泉接受寒武系张夏组岩溶水补给占比略大;黑虎泉滞留时间最短,循环交替强烈;（4）水岩相互作用强弱程度导致泉群水化学成分差异,溶解沉淀作用强度整体大于阳离子交换作用。趵突泉阳离子交换作用强度最弱,黑虎泉伴随有去白云化作用,潭西泉和珍珠泉水化学作用及强度类似,进一步印证潭西泉和珍珠泉有相同的补给来源及运移机制。该研究成果对水资源合理利用和岩溶大泉的保护具有重要意义。     

岩溶水水化学特征在水文地质条件分析中的应用——以娘子关泉群岩溶水系统寿阳区为例

娘子关泉群岩溶水系统寿阳区从补给区到迳流区、排泄区水化学特征变化具有明显的规律性,岩溶水自北向南随着中奥陶统灰岩含水层埋深由浅变深,富水程度由强变弱,径流条件由积极趋滞缓,矿化度、总硬度和SO42-由低变高。为水文地质条件的分析与建立水源地和矿山防治水提供了地质依据。     

天星河、文峰河流域岩溶水化学及影响因素

重庆东北部地区巫溪天星河、文峰河的岩溶流域水化学特征研究结果表明:研究区泉水样品的p H值为6.47~8.28,平均值为7.79;流域河水饱和指数(SIc)的平均值为0.14,表明其变化受到流域碳酸盐岩分布的控制。水化学类型以HCO3-Ca型水为主,Ca2+和HCO-3平均分别占阳、阴离子的75%和82%。通过分析Gibbs图,发现泉水的主要组分属于"岩石风化类型",主要反映了岩石的溶解作用对泉水水化学的影响。流域内部分水样NO-3和SO2-4较高,可能是受工农业生产等人类活动的影响引起,此外硫酸也参与了碳酸盐矿物的溶解。     

济南趵突泉泉域岩溶水化学特征时空差异性研究

水文地球化学一直是水文地质领域的研究重点,而地下水化学组分的时空变化特征受多种因素的影响。为了掌握济南趵突泉泉域岩溶地下水水化学特征时空差异性,本文分别于枯、丰水期在泉域内采集并分析了岩溶地下水样品,并采用数理统计、Piper三线图、Gibbs图解法及离子比例系数法等分析手段,对研究区岩溶地下水水化学特征及时空差异性进行了研究。结果显示,研究区地下水优势阳离子为Ca,优势阴离子为HCO3,丰水期除HCO3外,其他离子的变异系数较枯水期普遍升高,且大于05,表现出丰水期空间差异性增大的特点。地下水水化学类型具有以HCO3·SO4- Ca为主,多种类型并存的特点。Ca、Mg、HCO3含量在枯、丰水期比值要小于1,且比其他离子要相对稳定,呈现出全局性特点。而Na、K含量在枯、丰水期比值波动较大,大部分比值大于1,Cl、SO4、NO3含量在枯、丰水期比值具有波动剧烈的特点,呈现出区域性特征,同时表明人类活动大大改变了研究区地下水水化学场的分布特征。     

指示娘子关泉群水动力环境的水化学-同位素信息分析

本文依据宏量组分、微量元素和氢氧同位素组成监测资料,分析了娘子关泉群水动力环境特点及其水文地质演化趋势。除程家和城西泉主要排泄局部流动系统的地下水外,其它各泉均为不同空间尺度流动系统地下水混合、排泄之产物。在人类活动影响下,娘子关泉群水质恶化,流量衰减,水帘洞、程家最断流,城西、坡底泉也面临断流之危险。目前抽取的水帘洞泉的水资源量组成已与五龙泉和苇泽关泉相似,以区域和中间流动系统地下水为主。     

柳林泉水化学特征及补给来源

简要叙述了柳林泉域岩溶地下水水文地质结构，明确了奥陶系上马家沟组为最主要的含水层，通过对柳林泉水及泉域内“奥灰”钻孔水质分析化验资料的主要水化学特征进行对比，确定了柳林泉南北两岸的补给来源不同，南岸来自东部子系统，北岸来自北部子系统。     

岩溶动力系统水化学动态变化规律分析

岩溶动力系统,由于其水化学形成过程的三相不平衡控制,特别是气相CO2 的积极参与和碳酸盐岩特殊的溶解/沉积机理,因而其水化学动态变化规律非常复杂。本文通过对日本Akiy oshi-dai高原和桂林岩溶试验场的分析,发现岩溶动力系统水化学动态变化规律主要受稀释效应、水动力效应(扩散边界层效应)和CO2 效应控制。      

天桥泉域岩溶水系统水动力场、水化学场特征分析

通过对天桥泉域岩溶水系统水动态和降雨量资料、万家寨水库水位与岸边岩溶水水位动态关系以及岩溶水化学成分进行研究分析,确定了研究区岩溶地下水的流动方向和强径流带的分布位置;总结出了动荡型、滞后型和消耗型三种类型的岩溶水动态变化特征,得出黄河岸边岩溶钻孔水位与水库水位变化同步等结论。在此基础上,对黄河进行了分段渗漏量计算,渗漏量可达6. 926m3 /s;绘制出了反映天桥泉域岩溶水化学成分变化的水化学三线图。      

水化学—稳定同位素技术在岩溶水文地质研究中的应用

水化学—稳定同位素技术在岩溶水系统分析中得到了广泛的应用,尤其是在指示岩溶水文地球化学过程、识别岩溶水补给循环途径、溶质溯源及岩溶水污染监测防控等方面显示了独特的优势,产生了丰富的成果。本文着重阐述了环境稳定同位素δD、δ18O、87Sr/86Sr的工作原理,及水化学—稳定同位素技术在岩溶水文地质研究中的应用。此外,论文还以娘子关泉域和北京西山岩溶水系统为例,介绍了运用水化学—稳定同位素技术分析岩溶水系统补给的思路和方法,展望了该技术在岩溶水文地质和岩溶生态环境领域中的应用前景。     

百泉泉域岩溶地下水水化学演化特征及成因

百泉泉域岩溶地下水是河北邢台市生产和生活的主要供水水源。近年来受到自然条件变化和人类活动的影响,泉域地下水流场明显改变,水化学场演变机制有待查明。本研究在水文地质调查和样品采集测试的基础上,采用统计学方法（描述性统计、Person相关系数）、饱和指数计算和水化学方法（Piper图、Stiff图、Gibbs图、离子比例系数）对泉域岩溶水化学特征展开了系统分析。结果表明：泉域岩溶水为弱碱性淡水,Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42- 是地下水中的主要离子,主要来源于方解石、白云石和石膏的风化溶解,Na+和Cl-主要来源于少量岩盐的溶解。沿着径流方向方解石相对于地下水由溶解状态转变为平衡状态,而白云石、石膏和岩盐一直处于溶解状态。补给区和北部径流区基本为HCO3-Ca·Mg型水,七里河、沙河附近和南部煤铁矿区岩溶水除HCO3-Ca·Mg型外,还多出现HCO3·SO4-Ca型、CO3·Cl-Ca·Mg型和HCO3·SO4-Ca·Mg型水,煤铁矿区附近岩溶水中SO42- 的升高是受到了高SO42- 矿坑排水的混合影响。蒸发浓缩作用仅在水位埋深浅且地下水流动相对滞缓的排泄区较为明显,排泄点——百泉泉水为HCO3·SO4·Cl-Ca·Mg型。此外,人类工农业活动改变了地下水的径流条件和水质,使局部岩溶水中NO3-、Cl-、Fe、总硬度含量升高甚至超标。     

北京市泉水的水化学、同位素特征及其指示作用

对北京市泉水的水温、溶解氧、电导率、氧化还原电位、pH值、总溶解固体等进行了现场检测,对泉水中的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO32-、NO3-离子,D、18O组成和Sr、87Sr/86Sr比值等进行了实验室检测,对泉水按成因进行了分类,并与30年前的泉水普查资料作了对比。调查表明,曾以泉多著称的北京市,1980s初存在的几乎全部二类泉和60%的一类泉如今已消失,仅存的13眼泉的出水量也明显减小,这与降水量的减少和大规模开采地下水有关。水质分析表明,现在绝大部分泉水水质良好,物理和水化学指标与30年前相比变化甚微,明显没有受人类活动的污染;泉水仅在浅部循环,在地下滞留时间较短,更新能力强;泉水接受大气降水补给,与浅层地下水联系密切,构成了统一的地下水系统;泉水中的Sr为碳酸盐岩风化来源。     

北京市泉水的水化学、同位素特征及其指示作用

对北京市泉水的水温、溶解氧、电导率、氧化还原电位、pH值、总溶解固体等进行了现场检测,对泉水中的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO32-、NO3-离子,D、18O组成和Sr、87Sr/86Sr比值等进行了实验室检测,对泉水按成因进行了分类,并与30年前的泉水普查资料作了对比。调查表明,曾以泉多著称的北京市,1980s初存在的几乎全部二类泉和60%的一类泉如今已消失,仅存的13眼泉的出水量也明显减小,这与降水量的减少和大规模开采地下水有关。水质分析表明,现在绝大部分泉水水质良好,物理和水化学指标与30年前相比变化甚微,明显没有受人类活动的污染;泉水仅在浅部循环,在地下滞留时间较短,更新能力强;泉水接受大气降水补给,与浅层地下水联系密切,构成了统一的地下水系统;泉水中的Sr为碳酸盐岩风化来源。     

丽江市黑龙潭泉群断流的人工神经网络模拟

近年来,云南省丽江市著名景点黑龙潭泉群断流频发,这将严重威胁丽江市旅游业的可持续发展。为了正确认识黑龙潭泉群断流的原因,并掌握其发生的规律,本文在对该泉群的水文地质条件、降水量和断流的关系进行分析的基础上,对该泉群的断流情况开展了人工神经网络模拟研究。本文发现黑龙潭泉群属于非全排型山前断裂溢流岩溶泉;年降水量不足与该泉群的断流具有一定的因果关系;构建了网络拓扑结构为6-13-3的 BP 人工神经网络模型对黑龙潭泉群的不同断流情况进行了模拟,该模型以前期降水量、温度与湿度作为输入向量参数,以1953-2002年的数据作为训练样本,以2003-2012年的数据作为模型检验样本,检验结果与实际情况吻合度约为90%,表明该模型可以较好地模拟黑龙潭泉群的断流情况。     

锦屏水电工程区岩溶水化学研究

本文根据水化学成分、水化学动态及溶蚀化学性质的分析，论述了锦屏水电工程区天然水化学性质形成机制，岩溶发育强度，岩溶水系统及亚系统之间的关系，各自的补、径、排特征以及勘探平洞地下水的补给来源。     

娘子关泉群岩溶水系统西部子系统径流特征研究

根据娘子关泉群系统西部控水构造、含水层段、水动力场等水文地质条件，重新划定了娘子关岩溶水系统西部边界(兴道-大方山-郭家沟-线构造带)，则东山区成为娘子关的一个补给径流区。在此基础上，对西部子系统岩溶水径流特征提出了新的见解。