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新疆焉耆盆地平原区地下水反向水文地球化学模拟

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干旱区资源与环境 2017年第10期31卷 65-70页

作者：赵江涛周金龙梁川尹钟钱立鲍正德四川大学锦城学院土木工程系成都611731 新疆农业大学水利与土木工程学院乌鲁木齐830052 四川大学水利水电学院成都610065

新疆焉耆盆地平原区地下水呈碱性环境,用PHREEQC软件中反向水文地球化学模拟的方法对此演化机理做了水-岩作用模拟。模拟结果表明:研究区潜水、浅层承压水及深层承压水在地下水流动方向上由上游至下游的演化过程中基本以石膏、方解石等... 详细信息

新疆焉耆盆地平原区地下水呈碱性环境,用PHREEQC软件中反向水文地球化学模拟的方法对此演化机理做了水-岩作用模拟。模拟结果表明:研究区潜水、浅层承压水及深层承压水在地下水流动方向上由上游至下游的演化过程中基本以石膏、方解石等矿物的溶解;白云石等的沉淀以及阳离子交换作用为主。从研究区上游往下,水中矿物相迁入、迁出的数量逐渐增大,水-岩作用逐渐增强。得到的结论有:矿物相的溶解析出和阳离子交换作用共同控制着演化,焉耆盆地平原区地下水由浅至深阳离子交换作用越来越强烈;各模拟路径物质转移量阳离子交换作用比溶解沉淀作用多2~5个数量级,说明阳离子交换作用强于溶解沉淀作用。

关键词：反向水文地球化学模拟水-岩作用地下水新疆焉耆盆地平原区

基于反向水文地球化学模拟的塔城盆地北区潜水水化学演化机制

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中国农村水利水电 2022年第11期 20-25,31页

作者：崔小顺郑昭贤程中双苏晨陈宗宇河北省煤田地质局环境地质调查院河北石家庄050085 中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 自然资源部地下水科学与工程重点实验室河北正定050803

以塔城盆地北区地下水一级系统为研究对象,选取典型地下水流路径,确定参与水文地球化学反应的潜在矿物相及反应方向,评估地下水蒸发浓缩程度,基于此采用反向水文地球化学模型,定量分析了水流路径上产生的水岩作用,从而揭示该区地下水化... 详细信息

以塔城盆地北区地下水一级系统为研究对象,选取典型地下水流路径,确定参与水文地球化学反应的潜在矿物相及反应方向,评估地下水蒸发浓缩程度,基于此采用反向水文地球化学模型,定量分析了水流路径上产生的水岩作用,从而揭示该区地下水化学演化机制。结果表明:水岩作用对潜水水化学演化起到主控作用,蒸发作用对水化学组分的贡献量有限;从补给区至排泄区的径流路径上,地下水系统中主要发生,石膏、石盐、白云石溶解和Na^(+)-Ca^(2+)之间的正向阳离子交换,并发生少量的斜长石不全等溶解和方解石沉淀;研究区内西区地下水流动子系统的径流条件比东区地下水流动子系统较好,地下水更新速率较快,使水岩作用对地下水化学组分的贡献量较小,而且在西区地下水子系统基本不发生盐岩溶解作用,这使其水质相比东区较好。研究成果可为我国西北干旱-半干旱盆地地下水资源的优化配置及可持续开发利用提供科学依据。

关键词：水化学演化反向水文地球化学模拟水岩作用塔城盆地

咸宁地区浅层地下水反向水文地球化学模拟研究

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咸宁地区浅层地下水反向水文地球化学模拟研究

鹤壁矿区奥陶系灰岩地下水水文地球化学特征及反向模拟

《环境工程》2018年全国学术年会

作者：何军肖攀彭轲许珂中国地质调查局武汉地质调查中心

根据地下水流场和水化学特征选择4条地下水路径和确定可能的矿物相,通过PHREEQC软件计算饱和指数和模拟水-岩作用过程中主要矿物相的转化量。结果表明:钠长石、钙长石等原生造盐矿物在研究区浅层地下水中均未达到饱和,对石膏的溶解能力... 详细信息

根据地下水流场和水化学特征选择4条地下水路径和确定可能的矿物相,通过PHREEQC软件计算饱和指数和模拟水-岩作用过程中主要矿物相的转化量。结果表明:钠长石、钙长石等原生造盐矿物在研究区浅层地下水中均未达到饱和,对石膏的溶解能力随SO浓度升高而显著降低,河流阶地区地下水对方解石接近饱和。地下水向中西部径流的过程中方解石、白云石和岩盐及少量石膏溶解,钾长石因为过饱和而少量析出,阳离子交换作用较弱。东北部地下水径流过程中方解石、钾长石和少量石膏溶解,岩盐、钠长石和少量的白云石因为过饱和而发生沉淀,同时伴随着阳离子交换吸附。

关键词：咸宁浅层地下水反向水文地球化学模拟

来源： cnki会议评论

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水资源与水工程学报 2018年第4期29卷 25-32,40页

作者：武亚遵潘春芳林云曹飞龙王子杰河南理工大学资源环境学院河南焦作454000 中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心河南焦作454000

为探讨采矿活动对岩溶地下水水质的影响,以鹤壁矿区奥陶系灰岩地下水为研究对象,基于不同时期岩溶地下水水化学资料,采用Piper图结合离子组合比例分析法,分析矿区岩溶地下水主要组分的物质来源和水岩相互作用过程,并借助PHREEQC软件对... 详细信息

为探讨采矿活动对岩溶地下水水质的影响,以鹤壁矿区奥陶系灰岩地下水为研究对象,基于不同时期岩溶地下水水化学资料,采用Piper图结合离子组合比例分析法,分析矿区岩溶地下水主要组分的物质来源和水岩相互作用过程,并借助PHREEQC软件对其进行了反向水文地球化学模拟。结果表明:研究区岩溶水水化学类型主要为HCO_3-Ca·Mg型、HCO_3·SO_4-Ca·Mg型和SO_4·HCO_3-Ca·Mg型。主要水岩作用为碳酸盐岩、石膏和岩盐的溶解与阳离子交替吸附作用。煤矿区的岩溶水水质受采煤活动影响,水中SO_4^(2-)、Cl^-与TDS的含量较高,且采矿活动对水质的影响随时间增强。

关键词：岩溶地下水水化学特征 Piper图主成分分析反向水文地球化学模拟鹤壁矿区

伊犁河谷西北段第四系孔隙水水文地球化学过程模拟

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伊犁河谷西北段第四系孔隙水水文地球化学过程模拟

作者：靳书贺防灾科技学院

学位级别：硕士

霍城县地处伊犁河谷西北段,近年来,因其特殊的地理位置该区已逐步成为我国西北地区经济发展和环境保护的重点区域。地下水资源是该区人类生存,农、林、牧、工业发展和维持生态环境稳定最重要的水资源组成部分。为明确不同地段、不同层... 详细信息

霍城县地处伊犁河谷西北段,近年来,因其特殊的地理位置该区已逐步成为我国西北地区经济发展和环境保护的重点区域。地下水资源是该区人类生存,农、林、牧、工业发展和维持生态环境稳定最重要的水资源组成部分。为明确不同地段、不同层位地下水资源的水质状态,地下水化学组成、形成作用以及形成演化规律,本研究借用已有相关成果应用比较成熟的研究方法和研究思路,在系统全面地开展新疆伊犁河谷地质、水文地质、地下水资源及环境问题调查与评价的基础上,对研究区西北部霍城县平原区第四系含水层中的地下水水化学特征与水文地球化学过程进行仔细深入的讨论和分析:(1)结合研究区第四纪地质条件,将霍城平原区含介质分为Ⅰ-单一结构粗颗粒潜水含水层,Ⅱ-上覆细土的单一结构中粗粒承压含水层,Ⅲ-粗、细粒互层结构的承压含水层,Ⅳ-细土互层承压含水层和Ⅴ-中、细粒互层承压含水层五种类型;并结合第四系三维地质结构模型,着重分析了亚砂土、粉砂质粘土、砂砾石层、卵石和漂卵石层、粗砂层以及黄土的空间分布和属性特征。(2)在明确地下水补给、径流和排泄条件的前提下,利用环境同位素方法研究该区地下水的起源和转化过程,研究表明该区地表水和地下水均起源于大气降水,但主要的补给来源为北部山区的地表径流,通过山前单一结构的冲积洪积卵砾石层直接入渗到下部含水层中;受到蒸发作用影响浅层水δD、δO值明显偏高;H值的空间变化表明地下水接受补给的过程在不同区段所经历的时间不同,且存在较大差异;随埋深增大地下水的循环速度相对减缓;沙漠因受到地表风成沙的阻碍,致使大气降水和地表水不能形成对地下水的有效补给,且地下水整体的循环更新能力较差。此外,人工开采是该区地下水最主要的排泄方式,开采过程促使地下水的更新速度加快,并改变自然状态下地下水循环条件。(3)地下水化学特征的分析表明,研究区地下水中的阳离子以Ca和Mg离子为主,阴离子以HCO和SO为主,地下水化学类型以Ca·Mg-HCO型和Ca·Mg-HCO·SO型为主,该两种类型的地下水分别占全区地下水的42.86%和34.29%。自平原区北部至伊犁河下游地区,地下水溶解性总固体有逐渐增大的趋势,受蒸发浓缩作用影响,埋深小于20m的地下水溶解性总固体含量明显高于深部地下水。(4)对离子来源的识别表明,研究区地下水化学组成的主控因素是岩石风化和蒸发-结晶两种作用,相对承压水而言,潜水受蒸发-结晶作用影响的程度更为显著。地下水Cl/Na(mmol/L)关系表明,除岩盐溶解外,地下水中Na还有其它来源,且相对于潜水而言,承压水中非岩盐来源的Na更多。γ(Ca/Na)/(meq/L)、γ(Ca/Mg)/(meq/L)和γ(Mg/Na)/(meq/L)的比例关系表明,阳离子交换过程主是该区地下水化学形成的主控因素之一,导致Na在地下水整体阳离子中的比例升高;而白云石等矿物的大量溶解是地下水中Mg的主要来源。此外,反向水文地球化学模拟结果显示,岩盐、石膏、钙蒙脱石和钾长石一直是主要的溶解矿物,其溶解过程使地下水中的HSiO达到饱和,HSiO的大量形成也促使伊利石和石英矿物析出。

关键词：霍城水化学 Gibbs图离子比例系数反向水文地球化学模拟

安徽省大别山区温泉水化学特征与演化机制分析

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地质通报 2025年第1期44卷 158-172页

作者：李状周训方斌沈晔徐艳秋陈柄桦拓明明隋丽嫒中国地质调查局天津地质调查中心(华北地质科技创新中心) 天津300170 中国地质调查局雄安城市地质研究中心天津300170 中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083 中国地质大学(北京)地下水循环与环境演化教育部重点实验室北京100083 四川省天晟源环保股份有限公司四川成都610037 延安大学建筑工程学院陕西延安716000

【研究目的】分析总结受构造控制的安徽大别山区温泉的水化学特征及其演化机制,有利于加深对独特地质背景下(造山带硅酸盐岩)水-岩相互作用的认识,同时可以为大别山区地热的勘探和合理开发利用提供科学依据。【研究方法】在对研究区温... 详细信息

【研究目的】分析总结受构造控制的安徽大别山区温泉的水化学特征及其演化机制,有利于加深对独特地质背景下(造山带硅酸盐岩)水-岩相互作用的认识,同时可以为大别山区地热的勘探和合理开发利用提供科学依据。【研究方法】在对研究区温泉水化学组分基本特征分析的基础上,综合利用Gibbs图、岩石风化图、离子比例系数、矿物稳定场图等方法对研究区温泉的水-岩相互作用进行研究。此外,还借助PHREEQC软件开展反向水文地球化学模拟工作,对地热水在循环过程中主要矿物的溶解及沉淀情况进行定量分析。【研究结果】①大别山区5个温泉的水化学类型以SO_(4)−Na型和SO_(4)·HCO_(3)−Na型水为主,均为中低温、弱碱性温泉;②研究区温泉中稀土元素表现出明显的Eu正异常,轻稀土元素相对富集,中稀土元素其次,重稀土元素相对缺乏;③研究区温泉水化学组分主要受岩石风化作用的影响。温泉中Na^(+)主要来自硅酸盐矿物(如钠长石、钠蒙脱石等)的溶滤,Ca^(2+)来源于碳酸盐矿物和石膏的溶滤;SO_(4)^(2−)的含量主要受到石膏溶解的影响;HCO_(3)−含量主要受硅酸盐和碳酸盐矿物溶解的影响。④模拟结果表明,雨水-地下热水路径上发生的水岩相互作用主要为钠长石、钙长石、萤石、石膏、黑云母和CO_(2)的溶解,以及钠蒙脱石、方解石和白云石的沉淀,同时发生了Ca^(2+)置换Na^(+)的阳离子交替吸附作用。【结论】雨水至地下热水路径属于地下水深循环,复杂的深部地层岩性及结构容易阻碍地下水径流,使地下水流速放缓,发生了充分的水-岩相互作用,完成了HCO_(3)−Ca型雨水向SO_(4)·HCO_(3)−Na型和SO_(4)−Na型弱碱性温泉的转化。

关键词：温泉水化学稀土元素反向水文地球化学模拟水岩相互作用大别山区

贵阳市岩溶地下水水化学演化机制:水化学和锶同位素证据

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地球科学 2019年第9期44卷 2829-2838页

作者：苏春利张雅马燕华刘文波中国地质大学环境学院湖北武汉430074 海南省环境科学研究院海南海口570026 中国地质环境监测院北京100081

岩溶地下水的水化学特征及其水岩作用过程研究对岩溶地下水合理开发利用和污染防治具有重要意义.综合利用水化学分析、主要离子比值、锶含量和87Sr/86Sr比值分析和反向水文地球化学模拟,深入分析了贵阳市地下水和地表水不同季节的水化... 详细信息

岩溶地下水的水化学特征及其水岩作用过程研究对岩溶地下水合理开发利用和污染防治具有重要意义.综合利用水化学分析、主要离子比值、锶含量和87Sr/86Sr比值分析和反向水文地球化学模拟,深入分析了贵阳市地下水和地表水不同季节的水化学特征变化和水文地球化学演化过程.水化学特征分析表明,贵阳市地下水以HCO3·SO4-Ca型和HCO3-Ca·Mg型为主,水化学组成在季节和空间分布上存在一定的规律性变化,地表水与地下水的直接混合对地下水化学组成有一定的影响.锶同位素比值和水文地球化学反向模拟表明,地下水水化学组分主要受岩石风化作用的控制,以方解石和白云石为主的碳酸盐的溶解-沉淀作用以及硫酸盐和岩盐的溶解是控制研究区地下水水化学特征的重要过程,并受上覆孔隙含水层硅酸盐矿物水解的影响.

关键词：岩溶地下水水-岩作用锶同位素反向水文地球化学模拟贵阳市水文地质

安徽马鞍山市当涂地区地下水水化学特征及演化机制

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中国地质 2022年第5期49卷 1509-1526页

作者：李状苏晶文董长春叶永红杨洋中国地质调查局天津地质调查中心天津300170 中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083 中国地质调查局南京地质调查中心江苏南京210016

【研究目的】了解长江中下游平原地区地下水流系统并深入分析其地下水水化学特征及其演化机制。【研究方法】综合马鞍山市当涂地区的水文地质条件、水动力场等,基于研究区水化学基本特征,运用多元统计分析、水化学图件、离子比值和反向... 详细信息

【研究目的】了解长江中下游平原地区地下水流系统并深入分析其地下水水化学特征及其演化机制。【研究方法】综合马鞍山市当涂地区的水文地质条件、水动力场等,基于研究区水化学基本特征,运用多元统计分析、水化学图件、离子比值和反向水文地球化学模拟等方法对该地区浅层地下水水化学演化进行分析。【研究结果】结果表明:(1)研究区地下水主要为低矿化度偏碱性水,地下水组分中阳离子以Ca2+和Mg2+为主,阴离子以HCO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)为主。(2)研究区地下水水化学类型主要可分为7类,其中松散岩类孔隙含水岩组和碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组的水化学类型主要为HCO_(3)-Ca型、HCO_(3)-Ca·Na型、HCO_(3)·Cl-Ca·Na型以及HCO_(3)-Ca·Mg型;基岩类裂隙含水岩组的化学类型主要为HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Mg型和SO_(4)·HCO_(3)-Ca·Mg型。(3)研究区浅层地下水水样超标率为46%,总体水质较差,超标率较高的组分依次为Mn、高锰酸盐指数(CODMn)、硝酸盐(以N计)、Fe、As、氨氮(以N计)等。(4)研究区地下水的化学组分主要受到岩石风化作用的控制;此外,还存在Na-Ca的正向阳离子交替吸附作用。反向水文地球化学模拟结果进一步定量论证了水岩相互作用对本区浅层地下水组分的形成和演化起着主导作用。【结论】研究区地下水主要为低矿化度偏碱性,主要可分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水和基岩类裂隙水。主要离子比例和反向水文地球化学模拟揭示了本区浅层地下水化学组分主要是地下水溶滤方解石、白云石等碳酸盐矿物、石英、长石等硅酸盐矿物,高岭土等黏土矿物以及岩盐、石膏等达到过饱和之后形成的。

关键词：浅层地下水水化学特征演化岩石风化作用阳离子交替吸附作用反向水文地球化学模拟水文地质调查工程马鞍山市

滹沱河地下水超采区人工回灌的水岩相互作用模拟

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重庆大学学报 2022年第2期45卷 81-93页

作者：耿新新张凤娥朱谱成马琳娜陈立郭春艳中国地质科学院水文地质环境地质研究所石家庄050061 中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083 自然资源部地下水科学与工程重点实验室石家庄050061

人工回灌条件下回灌水与地下水混合带的水—岩相互作用是决定地下水水质演化和含水层发生化学堵塞的关键过程。为研究人工回灌对滹沱河地下水超采区水质演化的影响,以石家庄市人工回灌场地为例,利用石津灌渠水作为回灌水源,通过室内实... 详细信息

人工回灌条件下回灌水与地下水混合带的水—岩相互作用是决定地下水水质演化和含水层发生化学堵塞的关键过程。为研究人工回灌对滹沱河地下水超采区水质演化的影响,以石家庄市人工回灌场地为例,利用石津灌渠水作为回灌水源,通过室内实验结合反向水文地球化学模拟揭示回灌层位地表水与地下水混合带的水-岩相互作用机理。结果显示:混合带水的TDS(total dissolved solids)变化特征表现为先增大后缓慢降低,且地表水占比越大、含水介质粒径越细,则其变幅越大;混合带水中主要离子质量浓度变化特征受混合、碳酸平衡、溶解-沉淀、阳离子交换及硝化作用控制,其中K^(+)、Ca^(2+)、SO_(4)^(2-)质量浓度主要受溶解-沉淀作用控制,Na^(+)、Cl^(-)、HCO_(3)^(-)、NO_(3)^(-)质量浓度主要受混合NO_(3)^(-)用控制,Mg^(2+)质量浓度主要受阳离子交换作用控制;水—岩相互作用过程中溶解的矿物有石膏、钠长石、钾长石及盐岩,析出的矿物有方解石、钙蒙脱石及石英,且在地表水占比越大、含水介质粒径越细的层位,方解石的沉淀量越大,表明在粒径较细的回灌层位存在碳酸岩盐的化学堵塞风险。

关键词：人工回灌水岩反应反向水文地球化学模拟化学堵塞