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霍山县真龙地地区是我国金寨铀成矿远景带中最具潜力的地区之一.为查明该区地下水水化学特征,系统采集并测试 71 组样品的常规离子组成,运用综合描述统计、箱状图、Piper 三线图、Gibbs 图、离子浓度比值及端元判别等手段,分析了区内地下水主要离子来源及控制因素,以期为水化学异常找矿提供地球化学依据.结果表明:区内地下水中主要阳离子和阴离子分别为 Ca2+、Mg2+和 SO42-、HCO3-;水-岩相互作用是地下水的重要水文地球化学过程,硅酸盐、碳酸盐矿物的溶解作用是影响区内水化学组分的主要控制因素.综合分析认为区内地下水化学成分的离子来源与围岩中矿物成分的溶解密切相关,水化学异常特征可为铀矿勘查提供有效示踪.
霍山县真龙地水化学特征水-岩相互作用离子来源
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通过 Piper 三线图、Gibbs 模型、离子比值及矿物饱和指数等方法,对长治市浊漳河流域丰水期和枯水期 74 个地下水样品的化学特征及其成因进行分析.结果表明:研究区地下水以淡水为主,略偏碱性,丰水期和枯水期存在显著差异,主要阳离子丰度从高至低依次为 Ca2+>Na+>Mg2+>K+(丰水期)及 Na+>Ca2+>Mg2+>K+(枯水期),枯水期地下水的矿化度和污染风险更高;地下水化学类型以 HCO3-Ca 型为主,阴离子分布呈现显著季节性迁移;地下水化学成分主要受水岩相互作用(如碳酸盐岩和硅酸盐岩的风化溶解)、蒸发浓缩和人类活动(如农业施肥、工矿排放)的影响;方解石、白云石、石膏和岩盐在地下水中处于未饱和状态,且枯水期矿物更接近饱和;阳离子交换作用显著,且人类活动对地下水的影响在枯水期更为突出.
水化学特征成因分析地下水浊漳河流域长治市
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华北型煤田石炭系太原组岩溶裂隙灰岩(简称"太灰")含水层为煤系地层下伏含水层,为了研究采动对于地下水系统的影响,文章以淮北煤田宿-临矿区太灰含水层地下水为研究对象,通过水文地球化学分析与多元统计分析方法,揭示研究区太灰含水层地下水化学特征及主要形成作用,据此与径流特征相联系,将地下水分为强径流型、弱径流型和滞流型3类,进而探究采动影响下地下水化学在时空尺度上的差异演化特征;通过采动影响下地下水位变化与区域水循环特征,探究地下水化学差异演化机制,构建不同地质构造条件下水化学演化模式.研究结果表明:采动加速了岩溶水系统中水化学成分的迁移和转化过程,从而使研究区太灰地下水水化学演化呈现两极分化趋势;地质构造的多样性与复杂性使太灰水循环体系在采动影响下呈现高度独立性和区域性特征,从而使其水化学演化在时空尺度上出现差异.该研究阐明了复杂地质条件下地下水系统对采动的响应机制,可为华北隐伏型煤田深部开采中的水害防治提供理论依据.
淮北煤田石炭系太灰含水层地下水化学时空演化采动
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为解决贵州明泥湾磷矿井下出现的大量涌水问题,在确定地表河流水量出现大量损失的情况下,采集井下6个涌水点、白云岩含水层及洋水河的水样进行水化学特征分析.选取Ca2+、Mg2+、Na++K+、SO42-、Cl-、HCO3-共6种水化学成分作为判别指标,应用Piper三线图结合灰色关联分析(GRA)的方法判别井下涌水水源.结果表明,洋水河、368 m沉砂池、490 m水仓、440 m采空场、524 m水仓、520 m平巷水样的水化学类型均为HCO3-·SO42--Ca2+·Mg2+型,650 m主斜坡面与白云岩含水层水样为HCO3--Ca2+·Mg2+型;440 m采空场涌水水源为洋水河水流的可能性最大,与洋水河关联度最高,为0.94;650 m主斜坡面与洋水河关联度最低,但与白云岩含水层关联度达0.86,属强关联等级,表明其涌水水源为白云岩含水层的可能性较高.Piper-GRA联合分析法为涌水来源识别提供了有效技术方案,可为后续制定防治水措施提供科学依据.
矿井涌水水源识别水化学特征Piper三线图灰色关联度分析
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马城铁矿水文地质条件复杂,断裂构造发育,属于大型的采高压富水铁矿山,矿井突水是威胁井下施工安全的主要灾害之一.为探究马城铁矿地下水的水化学组分成因,结合马城铁矿工作面的地下水分布情况,在第四系孔隙上部含水层、第四系孔隙下部含水层、基岩裂隙含水层采集地下水样品,运用Piper分析、数理统计分析、Gibbs模型、离子比例分析等手段对马城铁矿地下水水化学演变特征进行分析.结果表明,第四系孔隙水上部含水层p的地下水水化学类型依次是HCO3-Ca·Mg、HCO3·SO4-Ca·Mg、SO4-Ca·Mg型.第四系孔隙水下部含水层的地下水水化学类型有HCO3-Ca型HCO3-Ca·Mg型,部分水样为HCO3·SO4-Ca型,基岩裂隙含水层的地下水水化学类型有HCO3·Cl-Na型.第四系孔隙上部水和第四系孔隙下部水中水化学成分主要来源为硅酸盐岩和碳酸盐岩溶解的影响.基岩裂隙水水化学成分主要来源不仅受硅酸盐岩溶解的影响,而且还受到阳离子交换吸附作用以及CaMg(CO3)2发生沉淀的影响.分析矿区各含水层常规化学组分水化学特征演化规律,是判别矿井涌水来源及地下水补排关系的重要方法.
马城铁矿地下水水化学特征统计分析离子比例分析
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大气降雨酸化现象对地下水水质的影响显著,其长期演变趋势与环境风险应得到高度重视和持续跟踪研究.以上海地区为研究对象,通过收集分析1980年以来大气降雨年pH值、雨水化学成分、环境空气中硫氮氧化物浓度,以及潜水水质相关的调查监测与研究成果资料,结合降雨占潜水含水层补给来源80％以上的水文条件,系统剖析了 40余年来降雨酸度、化学组分与潜水水质变化的响应关系.研究结果表明:(1)酸雨发生频率上升、酸度增强,造成土壤酸碱度发生改变.(2)潜水pH值降低,水体出现酸化,同时潜水水化学类型发生变化.(3)酸雨下渗过程诱发土壤中含铝原生及次生矿物的化学风化,释放出铝离子,致使潜水中铝元素检出且部分点位超标.长期酸雨入渗已对潜水水质造成不利影响,主要表现为水体酸化及铝离子污染,也为海绵城市建设、地下水资源开发管理带来新挑战.建议强化酸雨与地下水质长期协同监测,深入研究酸雨作用下土壤-含水层系统内铝离子的迁移转化机制及生态健康风险;将酸雨影响纳入海绵城市绿色基础设施的设计与评价体系,探索源头污染阻控与水质修复相结合的技术路径,实现城市水资源的可持续利用与精细化管理.
大气降雨酸雨率潜水水质水化学类型铝元素
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合阳县地处陕西省关中地区东北部,属严重缺水地区.为查明县域内SO4 型岩溶地下水分布地段、水化学特征及形成机制,发挥岩溶地下水对合阳县经济发展重要支撑作用,利用合阳县域近年岩溶水井(泉)和钻孔水质测试资料、碳酸盐岩薄片鉴定及其化学成分测试资料,通过水化学成分、同位素组成、Piper三线图、Gibbs图和离子比值等方法,对合阳县域SO4 型岩溶地下水质进行深度分析.结果表明:合阳县王村镇—新池镇一线以南为覆盖型岩溶区,岩溶地下水循环交替条件较好,径流畅通,水化学类型为 HCO3 型水;北部区域碳酸盐岩埋藏深度大,岩溶地下水循环交替运移缓慢,水化学类型为SO4 型水,SO42-含量337.51～1 474.0 mg/L,TDS值1 008～3 097 mg/L,δ34S含量20‰～28.1‰,该区域由东、西两侧向中部安阳—西卓子向斜地段,岩溶地下水运移减缓,SO42-含量增大,TDS值增高,水体咸化程度明显.岩溶地下水水化学和同位素特征表明,合阳县北部岩溶地下水中SO42-主要来源于海相蒸发岩(石膏)的溶解,另有少量为含煤岩系及其基底寒武系—奥陶系硫化物的氧化.研究结果可为县域内岩溶地下水资源管理及开发利用提供科学依据.
岩溶地下水水化学类型同位素黄铁矿
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市政污水渗漏是威胁地下水环境安全的重要隐患，污水中含有的有机污染物、氮磷营养盐、重金属及无 机盐类经管网破损渗入地下含水层后，会引发地下水化学成分改变与微生物群落结构演变。本文围绕污水渗漏的形成 机理与污染物在地下水中的赋存转化特征展开论述，分析污染物穿越包气带与含水层的迁移规律，探讨水文地质条件 及介质特性对迁移进程的约束效果，并从源头管控、阻隔体系构建与环境修复等维度提出地下水保护思路，为城市污 水管网运维与地下水环境防护提供理论参照。
市政污水渗漏地下水污染污染物迁移含水层环境管控
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内蒙古河套灌区是中国三个特大型灌区之一,区域内浅层地下水存在不同程度的氮磷污染,威胁区域饮水安全与农业可持续发展.以河套灌区最大灌域—义长灌域为研究区,于2024年8月和10月各布设76个监测点进行实地采样,分析了氮磷的时空特征以及水化学类型,同时结合氢氧同位素联合贝叶斯混合模型(MixSIAR)解析补给来源,并采用主成分分析和Pearson相关揭示主要影响因素.结果表明:时间上,10月地下水总氮(TN)浓度(平均14.7 mg/L)高于8月TN浓度(平均12.6 mg/L),10月总磷(TP)浓度(平均0.074 mg/L)低于8月TP浓度(平均0.127 mg/L);空间上,TN沿总排干呈点状高值分布,高浓度区集中于大型村落及养殖场周边,TP高值区主要集中在排水干沟上游及排水干沟转弯沉积处.水化学分析表明地下水以 Cl-Na 型为主,氢氧同位素与MixSIAR模型表明其补给主要源于沟渠水入渗(贡献率>92%).影响因素分析指出,农业施肥、养殖粪便及农村生活污水排放是核心污染源,水文地球化学过程(如高Cl-竞争吸附促进磷的迁移、高 HCO3-促进磷的沉淀等)以及降雨事件共同塑造了氮磷污染的时空格局.该结果为灌区地下水污染管控与农业可持续管理提供了科学依据.
河套灌区地下水氮磷水化学成分氢氧同位素影响因素
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[研究目的]赣州北部丘陵地区地下水开发利用程度高,受人类活动影响显著,为明确该区域地下水溶质的主要来源、人类活动对地下水的影响及地下水饮用与灌溉适宜性,并为区域地下水资源科学开发与保护提供科学依据.[研究方法]以赣州北部丘陵地区地下水为研究对象,在进行地下水空间采样的基础上,综合运用统计分析、离子对比、水岩反应分析及水质评价等方法,系统开展研究工作.[研究结果]① 研究区井、泉地下水阳离子均以 Ca2+和 Na+为主,阴离子以 HCO3-为主,且井中主要阴阳离子浓度高于泉,明显受到人类活动干扰;② 地下水化学成分主要受硅酸盐矿物风化作用控制,同时地下水具有较强的矿物溶蚀能力;③ 区内地下水污染源以化肥污染为主,部分井点还受到生活污染和粪便污染的叠加影响;④ Water Quality Index(WQI)法评价显示,区内地下水水质较好,满足饮用要求;通过钠百分比(Soluble Sodium Percentage,SSP)、钠吸附比(Sodium Adsorption Ratio,SAR)和渗透率(Permeability Index,PI)等指标评价表明,区内地下水灌溉钠危害较弱,但长期使用会降低土壤渗透性.[结论]研究区地下水溶质来源受自然地质过程与人类活动的共同影响,其中硅酸盐矿物风化是自然因素中控制地下水水化学组成的主导因素,化肥使用则是人为因素中地下水溶质的主要来源;地下水整体满足饮用和灌溉基本需求,但井中离子浓度偏高及长期灌溉对土壤渗透性的负面影响需重点关注,建议加强区域地下水污染精准管控与科学利用指导,保障地下水资源可持续利用.
赣州北部地下水溶质溯源适宜性评价
