塔里木盆地南缘绿洲带地下水砷氟碘分布及共富集成因

由于地表水资源稀缺,地下水是塔里木盆地南缘绿洲带重要用水水源,因此,系统查明该区地下水砷氟碘的分布及成因至关重要。基于塔里木盆地南缘绿洲带233组地下水水样检测结果,分析不同含水层中高砷、高氟和高碘地下水的空间分布及水化学特征,结合研究区地质、水文地质条件和地下水赋存环境进一步揭示影响地下水砷氟碘的来源、迁移与富集的水文地球化学过程。结果表明:地下水砷、氟、碘浓度变化范围分别为1.091.2 μg/L、0.0128.31 mg/L、10.02 637.0 μg/L。地下水高砷、高氟和高碘水样分别占总水样的7.3%、47.2%和11.6%,砷氟碘共富集占比为3.0%。砷氟碘共富集地下水主要分布于研究区中部的民丰县,水化学类型主要为Cl·SO₄-Na型。自补给区至过渡区再至蒸发区,地下水氟、碘浓度明显增大,砷浓度在过渡区和蒸发区均较大;砷氟碘共富集地下水取样点主要分布于36.060.0 m深度的浅层承压含水层中。浅层地下水受蒸发作用和矿物溶解沉淀作用的影响,随砷氟碘富集项的增多而增大。第四纪成因类型中风积物对氟浓度的影响较大,洪积-湖积物对砷和碘浓度的影响较大。细粒岩性、平缓的地形、地下水浅埋条件、偏碱性的地下水环境、微生物降解作用下有机质介导的矿物溶解是利于砷氟碘共富集的主要机制。     

内蒙古土默川平原地下水水文地球化学特征及其成因

通过水文地质调查、水样采集,结合地下水流动系统、统计分析、吉布斯图、Piper三线图和相关性分析,对土默川平原地下水水化学特征进行研究。结果表明,该区地下水呈弱碱性,水化学类型以HCO3-Ca型和Cl-Na型为主。潜水水化学成分主要受水-岩相互作用和蒸发浓缩作用影响,承压水水化学成分主要受水-岩相互作用过程控制。79个潜水样品中方解石和白云石饱和指数小于0的分别为1个和5个,56个承压水样品中饱和指数小于0的均为20个。区域地下水的弱碱性环境、高Na+、低Ca2+为高氟水的形成提供了条件,受蒸发浓缩作用影响潜水高氟区主要分布于托克托县城以东地下水的滞留排泄区;受含水层介质的影响承压水高氟区主要分布于湖积台地区域。局部区域地下水的强还原环境,铁、锰氧化物和氢氧化物的还原性溶解以及HCO–3的竞争吸附是形成高砷水的重要原因,受哈素海湖相沉积物的影响潜水高砷区主要分布在哈素海—高泉营一带;受铁氧化物、氢氧化物还原性溶解及地下水径流条件的控制,承压水高砷区主要分布在平原中部大黑河沿岸。     

河南省东部平原浅层地下水水质特征分析

依托国家地下水监测站点建设,采取91组浅层地下水进行水质检测,分析结果表明,河南省东部平原浅层地下水多数已不满足生活饮用标准,Ⅲ类以上水样占93.6%。硬度、TDS均值分别为486.33 mg/L、1 184.5mg/L,Mn、F~-、I~-超标率分别为73.63%、65.93%、34.07%,有机污染程度低。通过分析河南省东部平原浅层地下水化学成分特点,水化学类型和离子间相关性分析及演化规律,得出研究区水化学组成受水文地质条件、蒸发浓缩作用影响显著。最后探讨了研究区高氟、高碘浅层地下水的分布及形成原因,为区内劣质水的防治提供依据。     

和静县平原区地下水质量评价与影响因素分析

采用单因子评价法对和静县平原区地下水进行质量评价,采用内罗梅污染指数法对该区地下水污染现状进行评价,采用Piper三线图分析了地下水化学类型,结果表明：研究区地下水质量整体较好,潜水以Ⅱ类水为主,浅层承压水以Ⅱ类、Ⅲ类水为主,深层承压水以Ⅲ类水为主。潜水、浅层承压水、深层承压水的质量超标率分别为25%、19.05%和33.33%.从地下水受污程度来看,浅层承压水>潜水>深层承压水。该区潜水主要为HCO₃^-·SO₄^2--Ca²⁺·Mg²⁺型,浅层承压水为HCO₃^-·SO₄^2--Mg²⁺·Ca²⁺·Na⁺型,深层承压水为HCO₃^-·SO₄^2-·Cl^--Ca²⁺·Na<...     

唐山曹妃甸浅层地下水水化学特征及咸化成因

为了查明曹妃甸浅层地下水水化学及咸化成因,采集研究区河水、地下淡水、微咸水、咸水、卤水、雨水和海水等不同类型水样,对其水化学组成、离子比、Piper三线图、吉布斯图、氢氧同位素组成及14C测年结果进行了分析。结果表明：(1)曹妃甸浅层地下水包括全新世沉积层潜水和晚更新世沉积层微承压水,且非原始封存在地层中而是形成于全新世中晚期。(2)地下潜水向海方向分布有淡水、微咸水、咸水水质类型,微承压水以咸水和卤水为主要水质类型;近冲洪积扇前缘水化学特征主要受岩石风化作用控制,围填海区及河口处水化学特征受海水混合作用控制,滨海平原区水化学特征主要受蒸发/结晶作用控制。(3)曹妃甸浅层地下水咸化过程主要是晚更新世以来海侵海退时期形成海洋蒸发盐经大气降水和河水多期溶滤所致,其盐分来源于海水蒸发盐,河口及围填海区地下潜水盐分主要来源于现代海水入侵。     

内蒙古达拉特旗平原区地下水水化学特征及形成机制分析

通过大量水土样品的取样测试,分析了达拉特旗平原区第四系地下水形成的地质、水文地质背景条件,重点研究了潜水和承压水水化学平面分布特征及其形成机制。结果表明：研究区内潜水和承压水水化学平面分布特征基本相同,自南而北、从西至东水质逐渐变差,水化学类型由重碳酸钙镁型水向硫酸钠型水过渡; 潜水水质主要由溶滤作用和浓缩作用形成, 而承压水水化学类型基本是由溶滤作用和脱硫酸作用决定的。     

从施工水文地质勘查孔看乌鲁木齐北部平原水质及变化

通过水文地质钻探,抽水试验、样品分析等手段,结合前人资料,查明了乌鲁木齐北部平原内水文地质岩性结构、地下水分布状态,不同富水地段含水层特征参数等,并对地下水水质进行了评价。结果显示:评价区内赋存丰富的第四系松散岩类孔隙水,由单一结构潜水向双层或多层结构潜水、承压水演变。评价区潜水和浅层承压水质量等级为Ⅳ类或Ⅴ类,超标项目主要为硫酸盐、溶解性总固体、总硬度,较深层承压水质量等级为Ⅱ类。评价区浅层的潜水或承压水水质较差,较深层的承压水可作为理想的饮用水源。     

江汉平原东部地区浅层地下水水化学特征

浅层地下水是江汉平原东部地区重要的供水水源,但面临着污染及天然水质异常等问题.基于水化学与氢氧同位素结果,并运用数理统计和因子分析等方法,查明了研究区浅层地下水的化学特征、控制过程以及影响因素.结果显示,浅层地下水的化学类型主要为HCO₃-Ca型;其中潜水中Ca2+和Mg2+含量与承压水接近,Fe、As和NH₄+含量低于承压水,而Cl-、SO₄2-、Mn和NO₃-含量高于承压水.浅层地下水主要为大气降水补给,其中潜水经历了一定程度的蒸发以及与地表水的混合.在影响浅层地下水化学特征的因素中,地质成因在总体上可能起主导作用;人类活动的输入显著地改变着潜水的化学特征,而浅层承压水则主要受径流过程中水-岩相互作用的影响.      

新疆天山北麓中段孔隙水水化学特征及苏打水的成因

天山北麓中段受构造控制,水文地质条件较为复杂.研究孔隙水水化学特征及苏打水（NaHCO₃型）形成机制对了解天山北麓中段地下水水文地球化学过程与地质条件之间的联系具有重要意义.基于新疆天山北麓中段平原区209组地下水水样,结合地质条件,采用半变异函数模型、绝对主成分得分多元线性回归模型（PCA/APCS-MLR）剖析了潜水和承压水中水化学类型空间分布特征、地下水化学组分源贡献率、苏打水形成的地质条件控制因素以及水文地球化学作用.结果表明:山前倾斜平原潜水、冲积平原潜水和承压水分别以Na₂SO₄、NaHCO₃和Na₂SO₄型水为主,其中苏打水分别占总水样的7.18%、14.83%、6.22%.承压水中Na+、HCO₃-、TDS空间自相关性较强,潜水中Na+、HCO₃-、TDS空间自相关性较弱,当水中TDS < 1 000 mg/L时更有利于NaHCO₃型水的形成.溶滤-富集因子（F1）、外界输入因子（F2）、原生地质因子（F3）和地质环境因子（F4）对地下水中水化学指标的平均贡献率分别为29.44%、15.99%、7.70%和6.71%.苏打水形成过程不仅受控于矿物溶滤、阳离子交换、混合作用和脱硫酸作用等多种水文地球化学作用,还受到地质环境、地质构造及水文地质条件的影响.      

新疆天北经济带地下水水化学特征与循环演化研究

以天山北麓经济带呼图壁河、玛纳斯河、安集海、奎屯河四个地下水水化学演化剖面为例,从水化学类型随地形地貌的变化特征和水化学演化规律方面揭示了该区域地下水的循环演化及水化学形成机制。潜水和浅层承压水从山前到沙漠边缘水化学类型呈现出明显的分带特征,总体上表现为HCO_3·SO_4-Ca(Mg)→HCO_3·SO_4-Na·Ca→SO_4·Cl-Na(Ca)→Cl·SO_4-Na(Mg);深层承压水从山前补给后进入深层循环,和潜水及浅层承压水表现出相异的循环机制和水化学类型。通过地下水水化学演化剖面的横向和纵向对比,发现TDS由山前到沙漠边缘区变化巨大,由东到西变化规律差异性也较为明显。此外结合区域地下水水化学特征和水文地质条件,从饱和指数和苏林水化学类型两个方面进行分析,探讨天北经济带的地下水水化学循环演化和形成机制。     

塔城盆地地下水氟分布特征及富集机理

塔城盆地位于新疆维吾尔自治区西北部,干旱少雨,蒸发强烈。但相对于新疆其他盆地,塔城盆地地下水水质相对较好,溶解性总固体和F^-含量相对较低。为解译这种差异及盆地内高氟地下水的成因,本文在对盆地地下水样品水化学组分系统分析的基础上,结合多种水文地质调查数据,利用数理统计、离子比及主成分分析等手段,研究高氟水的成因及其分布规律。结果表明:受气候以及地质等因素控制,研究区地下水氟浓度总体较低,高氟水主要分布于扇前洼地及盆地中部的低洼地带;受承压含水层的顶托补给,地下水氟浓度呈现出上高下低的垂向分带特征。研究区地下水径流途径短,水循环快,水岩相互作用时间较短,且山区地下水以深径流形式循环补给平原区深层承压含水层,再顶托补给潜水,避免了强烈的蒸发浓缩作用。山前洪积扇地下水氟富集主要受控于沉积地层中含氟矿物的风化溶解,而岩石风化、蒸发浓缩、阳离子交换、竞争吸附为平原区地下水氟浓度的主要影响因素。     

The geochemical and isotopic composition of aquifer systems in the deltaic region of the Po River plain (northern Italy)

The chemical and hydrodynamic characteristics of groundwater in deltaic regions are strongly influenced by the complex stratigraphy of these areas, caused by the continuously varying depositional environments associated with their recent hydrographic evolution. As a case study, the eastern sector of the Po River plain, northern Italy, has been investigated to understand the quality of the available groundwater resources. Based on the analysis of hydrochemical and isotopic data, the recharge characteristics, the groundwater residence time and the aquifer vulnerability are defined. The results show significant qualitative degradation of the unconfined aquifer due to the shallow depth to water, while in the underlying confined aquifer, a hydrochemical facies of Ca–HCO₃ type prevails. The spatial variation and relationship between oxygen-18 and deuterium determine: firstly, hydraulic separation of the two hydrogeological units; secondly, direct infiltration of local precipitation to the unconfined aquifer; thirdly, the occurrence of waters originating in the Alps and locally from the Apennines, pervading the confined aquifer. The tritium results suggest local mixing between the superficial waters and the confined aquifer, occurring along the palaeo-river channels. This increases the pollution vulnerability of the confined hydrogeological unit within the plain, which is the only natural groundwater resource exploited for water supply.     

Variation of groundwater hydrochemical characteristics in the plain area of the Tarim Basin,Xinjiang Region,China

Groundwater hydrochemistry could reveal the interaction mechanism between groundwater and the environment, which provides a scientific basis for environmental resources management. In this study, Shukaliefu’s classification method and Piper diagram were adopted to determine the hydrochemical types of groundwater in the Tarim Basin of Xinjiang, China. The method of “one^-vote veto” was applied to evaluate the quality of groundwater. Phreeqc software was used to calculate the saturation indices of calcite and fluorite in groundwater. By comparing groundwater quality data of 2003 and 2011, we characterized the variations in hydrochemical types and water quality types, salinization of groundwater and fluoride geochemistry of the plain area of the Tarim Basin. Results show that the primary anion in phreatic water in the plain area of the Tarim Basin changed from HCO₃ ^? to SO₄ ^2? or Cl^?. On the contrary, the primary anion in confined water changed from SO₄ ^2? or Cl^? to HCO₃ ^?. In 2003, 63.1 % of the sampling points in the study area exceeded the Class III water quality standard of China. In 2011, the proportion increased to 82.5 %. In addition, severe groundwater salinization was found at 19.7 % of the sampling points. Some of the deep groundwater samples were salinized as well. In the Aksu area at the north-west part of the Tarim Basin, F^? concentration exceeding the standard limit (1 mg/L) was found to be 55.0 % of the groundwater samples tested. Based on these findings, it is concluded that the phreatic water in the study area was severely influenced by the industrial wastewater and domestic sewage related to human activities, while the confined water was less affected. The general quality of groundwater was in an aggravation trend, and the groundwater salinization was in a severe condition in this area. The Ca²⁺–Na⁺ ionic exchange, the unsaturated fluorite and oversaturated calcite in the aquifer of the Aksu area are proposed to cause F^? enrichment in groundwater of this area.     

鲁北平原地下水的劣变特征与可持续利用的对策

2005年相对于20世纪70年代,鲁北平原开采机井数由9．29万眼增至28．76万眼．浅层水、深层水开采量分别增加了近2倍和3．76倍。长期超量开采和不合理的开采布局,使地下水水位持续下降、含水层疏干体积不断增加、地下水位降落漏斗持续扩展．并产生地面沉降、成水入侵等环境地质问题。采取农业节水、调整工业开采强度布局、加强浅层水均衡开发利用、地表水与地下水联合调蓄、本地劣质水资源化、保护和涵养深层地下水资源等举措,修复和涵养鲁北平原超采区的深层地下水系统势在必行。     

伊犁河支流大西沟河水与地下水转化关系研究

开展河流和地下水转换关系研究对于区域水资源合理开发利用具有重要意义。文章以大西沟河水与地下水转换关系为目标,在分析地下水动力场的基础上,通过水化学类型、溶解性总固体(TDS)、氯离子（Cl-）等水化学以及环境同位素18O、D、T等指标作为示踪剂,分析大西沟河和地下水的转换关系和转化强度。结果表明:研究区河流和地下水化学类型主要为HCO3—Ca,水化学类型空间分布特征相似;TDS和Cl-浓度表现为先增加后下降,但地下水的变化幅度大于河水。通过对大西沟河水和地下水中的水化学和环境同位素指标对比分析,发现研究区河流与地下水之间补给排泄关系具有明显的分段性;从河流出山口到下游地区,河水和地下水之间发生了三次转化关系:在山前倾斜砾质平原区以河水入渗补给地下水为主,补给量占该段潜水径流量的56%;到了细土平原区出现地下水补给河水地段,补给源为承压水越流补给潜水后的混合水体,潜水和承压水补给比例占该段河水径流量的20.4%与58.4%;风成沙漠区河水沿途渗漏补给地下水直至河流断流。本次研究结果为建立研究区水循环演化模式和水资源合理开发利用提供了理论和技术支持。     

银川地区承压水水化学特征及控制因素

银川平原属中温带干旱区,蒸发强烈,潜水水质差,承压水是银川市地下水开采的主要水源。通过ArcMap空间分析、传统作图分析、氢氧同位素分析等方法,分析银川地区承压含水层水化学特征及各含水层水化学特征的差异,探讨了承压水水化学分布特征的控制因素。研究表明,潜水和承压水水化学分布特征在水平和垂直方向上均存在较大差异;第一和第二承压水水化学分布特征在水平方向上相似,在垂直方向上存在一定差异。水平方向上,两层承压水水化学特征存在一定分带性,而潜水无明显规律性。两层承压水在靠近西侧补给区溶解性总固体（TDS）较小,阴离子以HCO-3为主,阳离子以Mg2+和Ca2+为主,向东溶解性总固体逐渐增加,在银川断裂附近,阴离子变为以Cl-和SO2-4为主,阳离子以Na+为主。垂向上,由于银川断裂贯穿承压和潜水含水层,且潜水水位高于承压水位,第二承压水可能主要受到更深层地下水沿着断裂的混入作用,第一承压水可能同时受到更深层地下水和潜水的混入,使得在银川断裂附近,部分第二承压水TDS大于第一承压水,且具有更高含量的Na+和Cl-,及更低含量的Ca2+和HCO-3,也有部分第一承压水TDS大于第二承压水,该部分第一承压水中的个别水样TDS大于潜水。由此得出,银川断裂的发育及其对潜水及承压含水层的贯通作用是控制该区地下水水质的一个重要因素。如果承压水继续过量开采,承压水位持续下降,将进一步激发潜水和更深层地下水的混入,从而导致承压水质恶化。因此控制银川区承压水的过量开采,对于承压水资源的可持续利用至关重要。     

Multivariate statistical analysis of chemical and stable isotopic data as indicative of groundwater evolution with reduced exploitation

Groundwater resources in the North China Plain (NCP) are undergoing tremendous changes in response to the operation of groundwater exploitation reduction (GWER) project. To identify groundwater evolution in this complex context, hierarchical cluster analysis (HCA) and principal component analysis (PCA) were combined to interpret an integrated dataset of stable isotopes and chemical data from four sampling campaigns in a pilot area of groundwater control. We proposed a novel HCA approach integrating stable isotopes and chemical signals, which successfully partitioned the groundwater samples into the unconfined and the confined water samples. Stable isotopic evidence showed that the lateral inflow and the surface water may contribute more to groundwater recharge in this region than local modern precipitation. The unconfined water’s main hydrochemical types were Na type with mixed anions, and Na–Cl–SO₄ type, while the confined water was mainly Na–Cl and Na–SO₄ types. Geochemical processes mainly involved the dissolution/precipitation of halite, gypsum, Glauber's salt, feldspar, calcite and dolomite, as well as the cation exchange. PCA results showed that water–rock interaction (i.e., salinity-based and alkalinity-based processes) predominated the hydrochemical evolution, along with local nitrate contamination resulting from fertilizers and domestic sewage. The GWER project regulated the natural evolution of unconfined water chemistry, and significantly reduced the unconfined water’s salinity (mainly Na⁺, Mg²⁺, SO₄^2?). This may be attributed to upward leakage from low-salinity confined water at some parts of the aquifer. Additionally, insignificant changes in the confined water’s salinity reflected that the impact of GWER on the confined aquifer was negligible. This study facilitates the groundwater classification effectively in the areas lack of geological data, and enhances the knowledge of groundwater chemical evolution in such a region where groundwater restoration is in progress, with important implications for groundwater sustainable management in similar basins worldwide.