基于氢氧同位素的平原湖荡地表水与地下水转化研究

地表水与地下水间的相互转化以及量化地下水补给量是湖泊水循环研究的重要内容。本文采集了元荡湖区域湖水、地下水样品,测试了其氢氧稳定同位素组成和水化学组成,运用Piper三线图分析其水化学类型、通过钻孔实测的地下水埋深绘制元荡湖区域旱季(2022年12月)和雨季(2023年6月)的地下水水位等值线图,结合电导率(EC)和溶解性总固体(TDS)定性分析地表水-地下水之间的转化关系,利用同位素水量平衡方程、线性端元混合模型定量评价了湖水、地下水、河水和降水之间的转化量。结果表明,研究区湖水和地下水的水化学类型均为HCO₃^-·SO₄^2-·Ca²⁺·Na⁺·Mg²⁺,旱季和雨季湖水均受到地下水的补给,拟合得到的湖水旱季、雨季氢氧稳定同位素线性回归方程表明雨季斜率较小,蒸发更为强烈。湖水主要由河水、地下水和降水补给,其三者在旱季的补给比例分别为59%、26%和15%,在雨季的补给比例分别为23%、39%和38%。本文成果为元荡湖区域以及太湖流域的综合治理提供了科学依据。     

考虑基底起伏的土体失水开裂动态过程试验研究

土体失水开裂会导致大量的工程和环境问题。利用失水收缩性强的膨润土,进行了土体失水开裂特征试验。研究表明土体失水开裂过程可划分为开裂前Ⅰ、快速开裂Ⅱ、开裂趋于停滞Ⅲ 3个阶段,裂缝发育演化中受到了模型边界和基底起伏的显著影响。在快速开裂阶段Ⅱ前期裂缝主要发育在模型的角部,后期裂缝主要在基底起伏影响范围内发育。在Ⅲ阶段,尽管表面开裂仍在发生,裂缝发育的整体格局已经不再发生显著变化。从裂缝形态看,后期裂缝与前期裂缝主要呈现为垂直相交,特别是在起伏区范围内。     

基于光纤感测技术的盐城陈家港地面沉降精细化过程研究

大量开采地下水引发的地面沉降破坏建筑物和生产设施,对人类生活、生产经济产生了巨大的影响.结合准分布式和全分布式光纤监测技术,对盐城市陈家港一个350 m深钻孔进行了两年半的监测,分析了该区域地下含水层水位变动情况及受水位变动影响的地下土层变形特征.监测结果表明:陈家港地层应变变化较为明显的是地表至地下25 m范围内,其...     

盐城滨海平原地下水质量现状及健康风险评价

为了查明盐城滨海平原区地下水质量状况,选择具有代表性的267个地下水井,检测了33项化学指标,利用单指标综合评价和影响因素识别相结合的方法研究了本区地下水的质量现状,并同时给出毒理学指标的饮水途径健康风险以供参考。结果表明:一般化学指标对本区地下水质量影响程度最高,原生指标中钠离子、铁、锰、氯化物、溶解性总固体、碘化物,砷化物对超Ⅲ类水单指标贡献率超过20%,污染指标中氨氮贡献率最大,为8%,重金属指标对区域地下水质量影响很小;化学致癌物As、Cd和Cr中,As的健康风险值最大,各含水层所致健康危害风险值数量级在10~(-5)~10~(-3)a~(-1),为研究区首要的环境健康风险管理控制指标;化学非致癌物亚硝酸盐、硝酸盐、氟化物中,氟化物的健康风险最大,其数量级在10~(-8)~10~(-6)a~(-1),深层地下水和浅层地下水样品中超过USEPA(1×10~(-4)a~(-1))最大可接受风险的比例分别为82%和88%;重金属指标汞、锰、铜、锌和铅的健康危害风险值均较小,绝大部分都低于10~(-6)a~(-1),其中锰和铅的健康风险值相对较高。开展地下水质量和毒理指标的健康风险评价,可为本区地下水资源的合理开采利用和保护提供参考。     

浅层地下水水化学特征与土体盐分相关性研究

为研究南通地区浅层地下水与土体盐分特征的相关性,采集了31件水样、220件土样,并收集了60组水质资料,分析了浅层地下水水化学特征和土体盐分特征.研究表明:浅层地下水自西向东,TDS逐渐增大,主要为咸水和盐水,水化学类型为Cl—Na型,TDS与各离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-)的相关性高;土...     

南通滨海新区地下水应急水源地风险预测

地下水过量开采一直是江苏沿海地区地面沉降产生与发展的主要影响因素,地下水应急水源地的建设对提升城市供水保障能力、维护社会和谐、稳定具有重要现实和战略意义。为合理利用与保护沿海地区地下水资源,有效地将地下水开采产生的地质灾害影响程度降到最小,以南通滨海新区为例,将地下水资源仅作为应急备用水源并提出两种地下水应急供水方案,利用GMS软件建立了地下水流-地面沉降耦合数值模型,开展两种应急供水方案实施后地质风险的预测。结果表明:在满足南通滨海新区应急供水需求的条件下,两种方案实施后,仅会在应急开采井所在的区域产生地下水位降落漏斗和地面沉降的现象,同时在应急供水结束后,地下水位快速回升,地面沉降出现回弹的现象,总体产生的地质环境风险很小,两种地下水应急供水方案均具有可行性。     

江苏滨海平原微承压水层位水土体含盐特征及其相关性分析

通过采集测试土样和水样,分析了研究区地下水水化学特征和土体含盐特征。研究表明:江苏滨海平原地区微承压水为海相沉积水,以盐水为主,水化学类型主要为Cl-Na。微承压水盐分主要来自海水。成井层位土体含盐量较高,以弱盐渍土为主,盐渍土类型为氯盐渍土。土中盐分主要来自海水浸渍,且地下水中的Na+与地层中的交换性钙离子、镁离子产生了阳离子交换。土中易溶盐主要指标和地下水主要指标对应呈线性正相关,建立了矿化度和成井层位土体易溶盐各指标的线性回归模型,并采用HYRD1号井进行了验证,效果良好,说明了土体盐度分析在地下水咸化中的指示作用。     

苏北海岸带浅部弱透水层孔隙水咸化过程

由黏性土构成的弱透水层中的孔隙水很大程度上还保留着地下水形成演化的水文环境信息。为探讨海岸带浅部弱透水层孔隙水咸化过程,提取苏北海岸带H1及H2钻孔35 m以浅的弱透水层孔隙水,分析了孔隙水水化学及氘氧同位素特征。结果表明:H1孔与H2孔相距7 km,H1孔孔隙水TDS为3.6~9.9 g/L,H2孔孔隙水TDS为12.5~37.0 g/L;水化学组分中,相对于区域地下淡水体,Br^-明显富集,相对于海水组成,Na⁺、Ca²⁺浓度变化各异;δD、δ¹⁸O值呈现随深度增加再降低的趋势,在10.1 m处最富集;同时孔隙水δD、δ¹⁸O值明显聚集在当地雨水线和海水混合线交点下方。δD-δ¹⁸O、Cl-Br关系指示孔隙水主要起源于原始的全新世海水,后期被大气降水稀释淡化,但位于盐场的H2孔孔隙水受到盐场卤水混合的影响;孔隙水中Na⁺、Ca²⁺的富集或衰减反映了孔隙水咸化过程中发生了明显的水岩相互作用。     

长江三角洲北岸软土的不排水强度特征研究

采用三轴不固结不排水试验、无侧限抗压强度试验和快剪试验对长江三角洲北岸软土的不固结不排水剪切强度特征进行了研究。研究表明:研究区软土为碱性环境下沉积的非均质海陆交互相软土,软土剪切强度具有固有各向异性。土体制样采用垂直方向的切取试样方式,采用三轴不固结不排水试验时,土体沿45°+φ_(uu)/2这一椭圆形斜剪切面破坏,研究区土体破裂面主要集中在45.5°~46.3°这一区间内。根据三轴不固结不排水试验得出的抗剪指标,辅以土体单元极限平衡理计算出了土体实际剪切强度。无侧限抗压强度试验测得的土体平均剪切强度小于三轴不固结不排水试验测得平均剪切强度,这与研究区软土破坏时应力状态和摩擦强度较大有关。最后,从软土颗粒组成、矿物成分活性、微观结构等方面解释了研究区软土抗剪强度较高的原因。