保定平原区地下水化学特征及演化

为揭示保定平原地下水水化学特征及演化规律,本文以保定平原为研究对象,对216组地下水样水化学特征进行了分析。综合运用Piper三线图、Gibbs图、相关离子分析等方法,研究了保定平原区深浅层地下水化学组成及水化学类型空间分布特征,识别了水化学形成机制与控制作用,在此基础上分析了水化学演化的成因。结果表明：沿地下水径流方向,浅层地下水与深层地下水主要离子含量呈现明显的递变规律,TDS、Na+、Mg2+、Cl-、SO2-4、HCO-3含量逐渐升高,K+、Ca2+逐渐降低,地下水优势阳离子Ca2+主导地位逐渐被Na+代替,优势阴离子HCO-3主导地位逐渐向Cl-过渡。地下水化学特征主要受水岩作用、阳离子交替吸附作用以及人类活动共同影响,水岩作用以碳酸盐岩和铝硅酸盐岩共同溶滤作用为主;浅层地下水受人类活动影响较大,影响离子主要为NO-3,集中分布于补给区,除了与农业活动相关外,主要与山前平原岩性颗粒粗,具有较强的渗透性有关。     

保定平原区潜水水化学演化特征及成因初探

研究区潜水水质总体较差,主要超标指标和组分为:(NO_3)~-、总硬度、Fe~(2+)、(NO_2)~-、TDS,其次为Cl~-、(SO_4)~(2-)。(NO_3)~-超标点大多出现在城镇居民区、农业生产区及地下水开采区,总硬度的升高主要是由水中Mg~(2+)含量的增加引起的,其含量与水中阴离子组分也有明显的正相关性,矿化度的增加则与水中(SO_4)~(2-)、Na~+的增加密切相关。与本区20世纪70—80年代水质情况对比,现在水质发生了显著的变化,总硬度、TDS、pH值基本上呈上升的趋势,高阳、雄县、安新局部地区矿化度、总硬度的增加显著,而水中各组分的增长幅度依次为:(SO_4)~(2-)Na~+(HCO_3)~-Cl~-Mg~(2+)Ca~(2+),水化学类型由70年代的HCO_3- Ca·Mg(Ca、Mg·Ca)型逐渐复杂多样化,地下水有碱化的趋势。主要从地下水开采方面初步探讨了本区水化学变化的原因。     

海河流域大清河平原区地下水化学特征及演化规律分析

地下水超采引发大清河流域范围内一系列生态环境负效应,地下水与地表水关系密切,厘清大清河流域平原区地下水化学特征及演化规律,对大清河流域水资源合理开发利用具有重要意义,然而目前尚缺乏对大清河流域地下水化学特征特别是其历史以来的演变规律作系统的分析。本文以海河流域大清河平原区地下含水系统为例,采集浅层含水层组47个水样和深层含水层组32个水样,测试了主要阴离子(Cl^-、SO■、NO^-₃)和阳离子(K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺)等指标,利用水化学类型、吉布斯模型、离子比值关系等方法,研究其水化学特征及演化规律。测试结果显示：浅层含水层组受到气象和人为因素影响较大,浅层和深层含水层组pH值(7.35～8.92)差异不大,偏碱性;浅层含水层组由于农业活动等影响,造成局部地区的硝酸盐和硫酸盐污染。水岩相互作用分析显示：硅酸盐矿物风化是研究区主要的矿物来源,硅酸盐矿物溶解、阳离子交换为主要的水化学作用。研究区浅层地下水水化学特征总体上受地形和水...     

苏南地区地下水化学特征及演化分析

苏南地区深层地下水禁采距今已20年,水动力场和地下水环境发生了较大变化,结合2009年和2019年两期地下水采样测试数据,综合统计分析、Piper图、Gibbs模型、氯碱指数和离子相关关系等方法分析了不同层位地下水水文地球化学及其演化特征,探讨了水化学组分的来源及形成演化。结果表明：潜水水化学类型以HCO-3—Na+·Ca2+型为主,孔隙I承压水水化学类型以HCO-3—Ca2+·Mg2+型为主,深层承压水以HCO-3—Na+·Ca2+型为主,不同时期各层位优势阳离子和阴离子未发生变化,水化学类型向复杂趋势演变,地下水化学组分主要受岩石风化、阳离子交换吸附作用和人类活动的影响,其中潜水和I承压水—岩作用以硅酸盐岩和碳酸盐岩作用为主,深层承压水以硅酸盐岩和蒸发盐岩为主。研究结果可为苏南地区地下水资源开发和管理提供科学依据。     

苏南地区地下水化学特征及演化分析

苏南地区深层地下水禁采距今已20年,水动力场和地下水环境发生了较大变化,结合2009年和2019年两期地下水采样测试数据,综合统计分析、Piper图、Gibbs模型、氯碱指数和离子相关关系等方法分析了不同层位地下水水文地球化学及其演化特征,探讨了水化学组分的来源及形成演化。结果表明：潜水水化学类型以HCO-3—Na+·Ca2+型为主,孔隙I承压水水化学类型以HCO-3—Ca2+·Mg2+型为主,深层承压水以HCO-3—Na+·Ca2+型为主,不同时期各层位优势阳离子和阴离子未发生变化,水化学类型向复杂趋势演变,地下水化学组分主要受岩石风化、阳离子交换吸附作用和人类活动的影响,其中潜水和I承压水—岩作用以硅酸盐岩和碳酸盐岩作用为主,深层承压水以硅酸盐岩和蒸发盐岩为主。研究结果可为苏南地区地下水资源开发和管理提供科学依据。     

济南市岩溶泉域地下水化学特征与水环境演化

分析山东省济南市趵突泉泉域的岩溶地下水水化学特征与水环境,揭示各化学指标的区域分布特征、时间变化特征以及相互转化关系,总结出济南地区地下水环境现状与演化规律。结果表明:济南市岩溶地下水水化学类型自东南向西北沿流场方向为:HCO3?SO4-Ca→HCO3?SO4-Ca?Mg→HCO3-Ca→HCO3-Ca?Mg;地下水NO〖_3^-〗-N浓度总体呈增高趋势,总硬度和TDS浓度较高,农业种植区大量使用化肥农药和企业污染物的排放,是引起济南市岩溶地下水水环境问题的主要原因。      

兰州市地下水化学特征及演化模拟

为探究兰州市浅层地下水水质演化过程,通过对兰州市浅层地下水所取的40组水样进行分析测试,运用描述性统计、相关性分析、Piper三线图、Gibbs模型、离子比例系数方法对该区地下水特征进行分析,并运用PHREEQC软件反向模拟地下水演化规律。结果表明：兰州市地下水pH平均值为7.59,地下水呈弱碱性,地下水TDS值相对较高,其平均值为2353.21 mg/L ;SO42-和Na+分别是研究区地下水中优势阴、阳离子;SO4·Cl-Na·Mg和SO4·HCO3-Na·Ca型为主要地下水化学类型。研究区地下水化学组分主要受蒸发-浓缩作用影响;在两路径模拟中,均为方解石发生溶解,Na+将Ca2+发生阳离子交替吸附作用,白云石、岩盐、石膏均发生沉淀。     

宁夏平罗县平原区潜水水化学特征分析及成因

研究地下水化学特征及成因,可为地下水资源评价及水生态环境保护提供依据。采用Piper三线图、主要离子空间分布图、Pearson相关性分析、Gibbs图、主要离子比例图和氯碱指数图的方法对平罗县平原区潜水水化学特征及成因进行研究分析。结果表明:(1)研究区潜水整体上呈微咸水、极硬水;(2)研究区内潜水阳离子主要为钠离子,阴离子主要为重碳酸根,水化学类型为HCO3-Na型水;(3)蒸发岩和硅酸盐矿物是研究区潜水的主要离子来源;(4)研究区的地下水化学成分成因主要受蒸发浓缩、岩石风化、溶滤、阳离子交换作用影响和人类活动影响。     

白洋淀湿地地下水系统水化学变化特征及演化模式

在气候变化和人类活动影响下探究区域地下水系统水化学特征及演化规律,对于揭示地下水循环变化、水资源安全与管理、区域生态环境保护等具有重要作用.本研究以白洋淀湿地地区为研究对象,通过对比分析地表水、地下水水化学特征及空间分布规律,研究白洋淀地区地下水系统水化学演化作用及分区模式.研究结果表明白洋淀地区地表水、地下水水化学具...     

南通海门浅层地下水水化学特征及演化机制

为系统掌握南通海门区浅层地下水水化学现状,在采集区域地下水样本并分析水化学特征的基础上,综合运用描述性统计、相关性分析、Piper三线图、Gibbs模型以及离子比例系数法等分析手段,对南通海门区浅层地下水化学特征及其形成机理进行系统分析。结果表明：HCO3-和Ca2+分别是研究区浅层地下水中占比最大的阴、阳离子;HCO3-Ca和HCO3-Ca·Mg型为该地区主要地下水化学类型;浅层地下水TDS和总硬度的平均质量浓度相对较低,平均值分别为598.00、374.32 mg/L。根据相关性分析,Cl-和Mg2+为影响该区域地下水TDS的特征因子。研究区浅层地下水化学特征主要受到岩石风化作用影响,地下水水质成分主要源自碳酸盐岩和硅酸盐岩等的长期风化溶解。同时,逆向阳离子交换作用也在一定程度上影响着浅层地下水化学的组成。研究结果可为该区地下水开发利用管理提供理论依据和数据支撑。     

中国东北松嫩平原地下水水化学特征与演变规律

在全球气候变化和高强度人类活动的影响下,松嫩平原地下水环境日益恶化,已成为制约生态环境建设和经济社会发展的重要因素。选取具有典型代表意义的洮儿河流域作为研究区,对地下水进行系统取样分析,综合运用描述性统计、相关性分析、离子比例系数和Piper三角图示法,全面系统地研究地下水水化学的时空变异特征与演变规律,揭示了风化溶滤、蒸发浓缩、阳离子交换和人为混合是控制地下水质演变的主要水文化学过程,从而为流域乃至松嫩平原盐渍土区水资源可持续开发利用和管理提供科学依据。     

保定平原地下水均衡要素变化解析

随着南水北调工程的实施及地下水压采工作的落实,华北平原局部地下水位逐步回升,然而地下水均衡要素变化趋势及其对生态环境的影响缺乏系统研究。以华北平原典型区域南水北调受水区保定平原为例,采用水均衡法计算地下水补给项和排泄项,应用因子分析法分析1975—2019年地下水均衡要素变化的原因,根据最优开采系数法计算地下水可采资源量和压采资源量,为研究区地下水资源的开发利用与调控奠定基础。结果表明：近40 a来,保定平原地下水补给量小于排泄量,总体呈负均衡状态,主要发生变化的地下水均衡要素有渠灌入渗、渠系渗漏、井灌回归、河道渗漏、降水入渗和人工开采;人类活动是影响地下水均衡要素变化的主要原因,其贡献率为77.20%;2011—2019年地下水储水量逐渐增多,此时地下水水位埋深增加速率减小、地下水水位降落漏斗面积逐渐减小、白洋淀湿地面积逐步恢复;保定平原地下水资源的最优开采系数为0.64,地下水可开采资源量和压采量的范围分别为8.89×108 ~11.35×108 m3/a和2.68×108~5.14×108 m3/a。研究成果可为相似地区地下水资源和生态环境可持续发展提供科学依据。     

保定平原区地下水生态水位阈值的探讨

地下水具有重要的生态价值,地下水生态系统中的地下水位、水质和包气带含水率与含盐量的变化驱动着表生生态格局的演变,但目前对各变量的生态阈值研究尚处于起步阶段,理论与方法体系还不完善。以保定平原区为例,采用地下水位及地下水生态环境的历史回归法、GIS法、差分网格计算法等方法,从时空角度分析了地下水位变化的驱动力以及生态效应,在此基础上确定不同水文地质单元的生态水位阈值。研究表明：（1）20世纪50—60年代,研究区依赖于地下水的生态格局基本维持着天然状态;1959—2000年,地下水位持续下降,局部地段出现降落漏斗;2000—2008年,地下水位骤降,降落漏斗迅速扩张,地下水与地表水补排关系发生变异;2008年至今,部分区域地下水位逐渐上升。（2）研究区内山前地带地下水生态水位埋深为10~15 m,拒马河冲洪积扇群与漕河—瀑河冲洪积扇群为5~10 m,唐河—大沙河冲洪积扇群为3~5 m,冲积平原中定州—望都范围为3~5 m,保定市为10~15 m,其余均为5~10 m,冲湖积平原环淀区域小于3 m。（3）以确定的地下水生态水位为标准,初步估算研究区现状地下水位恢复至生态水位的需水量为57.14×108 m3。研究成果对恢复当地地下水生态环境格局有重要意义,对华北平原地下水生态水位的确定也具有借鉴意义。     

豫北平原地下水开发利用与水质演化规律

本文通过对豫北平原多年的地下水开发利用及浅层地下水水化学资料分析,发现原为咸水-微咸水的大部分地区浅层地下水已淡化,咸水-微咸水分布区已由大面积分布演变为孤岛状,淡水资源量大幅增加。浅层地下水水化学现状、地下水14C同位素、地下水动力场也提供了浅层地下水淡化的证据。     

Analysis on hydrochemical characteristics of groundwater in strongly exploited area in Hutuo River Plain

The Hutuo River alluvial-proluvial fan is located in North China Plain, and groundwater is the main source of water supply for agriculture and domestic water. Shijiazhuang depression funnels due to the long-term excessive exploitation are the bottleneck of the regional economic development. Analyzing the chemical characteristics of groundwater under the condition of strong human activities, can provide a scientific basis for further study of strong groundwater mining area environmental change. 143 groups of shallow groundwater samples are collected during the period of 2007-2008. In this paper, the hydrochemical characteristics of groundwater in the Hutuo River Plain area are analyzed systematically, using hydrogeochemical theory, combined with statistical methods and hydrochemical methods. Results are shown as follows: HCO_3~- and Ca~(2+) are major anion and cation. The variation coefficients of K~+, Ca~(2+), Mg~(2+) and HCO_3~- between 0.25 and 0.52, which means small and stable relatively. The variation coefficient of are Na~+, NO_3~-, Cl-, SO2-4 were large(0.89-1.01). They are sensitive and vulnerable to environmental change affect. Due to the impact of human activities, from the top to the edge of the alluvial-proluvial fan, the hydrochemical types of groundwater change from single to multiple, followed by HCO_3~-Ca·Mg, HCO_3·SO_4-Ca·Mg, HCO_3·SO_4·Cl-Ca·Mg, HCO_3·Cl-Ca·Mg and other types.     

保定平原区地下水水位变幅带自由孔隙率空间变异研究

科学确定地下水水位变幅带的地学参数是水资源评价与管理中的重要环节。保定平原近40年来强烈开采地下水,水位持续下降形成规模巨大的厚包气带层,南水北调工程通水后,随着河湖生态补水与地下水压采工作的推进,保定平原局部地区地下水水位止跌回升。回补水量与水位变化的定量关系成为超采治理的一个重要科学问题,但水位回升条件下的计算中仍用表示释水过程的给水度参数将造成结果偏差,因此表述水位恢复过程的自由孔隙率参数研究是解决这一问题的重点所在。文章基于保定平原区67个工程地质钻孔采样数据,确定水位变幅带的综合自由孔隙率,通过趋势分析和结果交叉验证方法遴选半变异函数模型,结合普通克里金插值方法对未知点进行无偏最优估计。结果显示：（1）保定平原区水位变幅带综合自由孔隙率的最优半变异函数模型为一阶趋势效应指数模型。数据具有强空间自相关性,主要受变幅带空间位置、地层类型等结构性因素影响。（2）综合自由孔隙率分布表现为西南、西北为高值区,极值可达0.25,数值向中部及东部逐步降低,最小降至0.02。（3）与惯用给水度值进行对比,自由孔隙率值在南北部地区整体升高约0.03,约为惯用给水度的1.2倍。在中部地区降低了约0.06,变为惯用给水度值的一半左右。研究成果对南水北调受水区生态补水与水资源调控具有重要研究价值和借鉴意义。     

平原区地下水动态影响因素和动态类型

本文主要通过对松嫩平原各地貌单元和不同地层岩性地下水长期观测资料的综合分析研究,结合气象、水文及人为对地下水动态的影响,较全面的叙述了气象、水文、地形地貌、地层岩性、地质结构及人为因素对地下水动态的影响和主要地下水动态类型。