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基于水化学和环境同位素的准格尔煤田地下水循环特征

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南水北调与水利科技（中英文） 2021年第3期19卷 561-571,589页

作者：李双慧黄选明朱宏军朱开鹏张泽源杨建煤炭科学研究总院北京100013 中煤科工集团西安研究院有限公司西安710054 陕西省煤矿水害防治技术重点实验室西安710077

为揭示准格尔煤田地区地下水循环特征,运用水化学技术、水汽轨迹模型和环境同位素等方法分析不同水体水化学特征、环境同位素特征、大气降水主要来源、地表水及地下水转化关系。结果表明:地表水矿化度低,呈弱碱-偏碱性,水化学类型以HCO_... 详细信息

为揭示准格尔煤田地区地下水循环特征,运用水化学技术、水汽轨迹模型和环境同位素等方法分析不同水体水化学特征、环境同位素特征、大气降水主要来源、地表水及地下水转化关系。结果表明:地表水矿化度低,呈弱碱-偏碱性,水化学类型以HCO_(3)·SO_(4)·Cl-Ca型水为主;地下水整体矿化度低,偏弱碱性,主要以HCO_(3)-Na·Ca型、Cl-Na型、HCO_(3)-Ca·Mg型、HCO_(3)·Cl-Na型水为主;黄河水δ(D)平均值为-79.6‰、δ(^(18)O)平均值为-10.47‰,第四系地下水δ(D)平均值为-66.25‰、δ(^(18)O)平均值为-9.1‰,白垩系地下水δ(D)值为-70.6‰、δ(^(18)O)值为-9.3‰,石炭-二叠系地下水δ(D)平均值为-77.07‰、δ(^(18)O)平均值为-9.9‰,寒武-奥陶系地下水δ(D)平均值为-75.73‰、δ(^(18)O)平均值为-10.06‰;大气降水受极地气团和季风影响,主要来源为西风带水汽、地表水和地下水水汽蒸发再循环;断层带、褶皱轴部裂隙带为不同含水层间主要导水通道,大气降水和黄河为地下水主要补给来源;高承压水头寒武-奥陶系岩溶裂隙水越流补给第四系松散孔隙水和砂岩裂隙水,第四系松散孔隙水通过地层间不整合接触面裂隙发育带向下补给石炭-二叠系砂岩裂隙水,黄河水对寒武-奥陶系地下水的补给比例受地质构造发育的影响较大。

关键词：地下水循环水汽轨迹模型稳定同位素地下水年龄补给比例准格尔煤田地区

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苏北盆地地下水补给源问题讨论

水资源保护 2018年第3期34卷 1-8页

作者：陈建生马芬艳张茜詹泸成王涛河海大学地球科学与工程学院江苏南京210098 河海大学水利水电学院江苏南京210098 河海大学土木与交通学院江苏南京210098

分析对比地下水和地表水中的碳酸氢根含量,推测深部CO_2释放造成碳库中的"死碳"混入地下水中,因此14C定年不适用于苏北盆地。通过氚分析确定地下水的循环周期约为40 a,氚与氢氧同位素数据都不支持地下水来自长江渗漏水侧向补给的结论。... 详细信息

分析对比地下水和地表水中的碳酸氢根含量,推测深部CO_2释放造成碳库中的"死碳"混入地下水中,因此14C定年不适用于苏北盆地。通过氚分析确定地下水的循环周期约为40 a,氚与氢氧同位素数据都不支持地下水来自长江渗漏水侧向补给的结论。结合水文地质证据,推断苏北承压水可能接受深循环地下水越流补给,隐伏火山口与断裂带可能是地下水的排泄通道。

关键词：地下水年龄 HCO3-来源补给源苏北盆地

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桂林地区岩溶水SF_6年龄研究

中国岩溶 2007年第3期26卷 207-211,236页

作者：李小倩周爱国刘存富蔡鹤生甘义群武金博梁合诚周建伟中国地质大学环境学院湖北武汉430074

2006年10月在桂林地区取地下水、地表水水样5个,空气样品5个,用气相色谱"双阀双柱"法测定了SF6的浓度,以质量平衡原理为基础建立了计算地下水SF6年龄的模型。计算结果显示,岩溶裂隙水的SF6年龄比地下河水的年龄偏老,地下河源头水的SF6... 详细信息

2006年10月在桂林地区取地下水、地表水水样5个,空气样品5个,用气相色谱"双阀双柱"法测定了SF6的浓度,以质量平衡原理为基础建立了计算地下水SF6年龄的模型。计算结果显示,岩溶裂隙水的SF6年龄比地下河水的年龄偏老,地下河源头水的SF6年龄比出口处的年龄偏老,即桂林市丫吉实验场1号洼地岩溶裂隙水SF6年龄为10年,山脚下地下河出口处水的年龄为8年,冠岩地下河源头水SF6年龄为9年,出口处的年龄为5年。这可能是与地下河出口处受当年大气降水的影响有关。

关键词：岩溶水 SF6 地下水年龄桂林

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影响地下水CFCs定年的主要因素

自然科学进展 2004年第10期14卷 1199-1203页

作者：秦大军中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

现代大气降水中都溶解有一定数量的CFCs(Chlorofluorocarbons) ,接受现代补给的地下水中也存在可检测到的CFCs .通过测试地下水中CFCs浓度 ,将其与历史时期大气CFCs浓度对比是获得地下水年龄参数的一种新的重要途径 .利用地下水CFCs定... 详细信息

现代大气降水中都溶解有一定数量的CFCs(Chlorofluorocarbons) ,接受现代补给的地下水中也存在可检测到的CFCs .通过测试地下水中CFCs浓度 ,将其与历史时期大气CFCs浓度对比是获得地下水年龄参数的一种新的重要途径 .利用地下水CFCs定年方法可以确定出地下水系统中近5 0a以来的新水 ,识别出地下水系统中发生的混合 ,它可为确定有现代水补给的地下水径流方向和路径提供有价值的数据 ,同时也是研究地表水和地下水相互关系的有效方法 .地下水中CFCs浓度受多种因素的影响 ,确定影响地下水CFCs浓度的主要因素是正确使用该技术的前提 .文中介绍了影响地下水CFCs的 6个主要因素 ,并有相关实例加以说明 .

关键词：定年方法地下水系统补给 CFC 地下水径流大气降水地下水年龄影响浓度有效方法

隔档式构造区岩溶地下水流系统多级次嵌套结构的水化学识别

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地质科技通报 2022年第5期41卷 405-413页

作者：李雅依夏强许模曹聪成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059 重庆市地下水资源利用与环境保护实验室重庆401147 重庆市地质矿产勘查开发局南江水文地质工程地质队重庆401147

川东隔档式构造区岩溶地下水流系统表现出多级次嵌套结构的特征,之前主要是定性的水文地质条件分析,缺乏来自水化学方面的量化依据。利用41个浅层和19个深层岩溶水样的水化学资料开展分析,发现浅层岩溶水为HCO_(3)-Ca·Mg型,ρ(Mg^(2+)... 详细信息

川东隔档式构造区岩溶地下水流系统表现出多级次嵌套结构的特征,之前主要是定性的水文地质条件分析,缺乏来自水化学方面的量化依据。利用41个浅层和19个深层岩溶水样的水化学资料开展分析,发现浅层岩溶水为HCO_(3)-Ca·Mg型,ρ(Mg^(2+))较低,深层岩溶水为SO_(4)-Ca·Mg型且ρ(Mg^(2+))明显偏高,说明地下水在岩溶含水层中的滞留时间与ρ(Mg^(2+))具有正变关系。对典型剖面地下水流系统的分析表明,优先采用ρ(Mg^(2+))来评价地下水滞留时间,将地下水排泄点ρ(Mg^(2+))小于20,50 mg/L分别作为划分局部-中间、中间-区域水流系统的依据。浅层岩溶水受地貌作用控制明显,其中浅切沟谷泉点为局部地下水流系统的排泄点,深切沟谷泉点一般属于中间或区域流动系统的排泄点。ρ(Mg^(2+))反映了泉水循环的滞留时间,也能够反映钻孔所揭露的深循环特征。这种水化学识别方法可为相似岩溶区识别地下水流系统的多级次嵌套结构提供参考。

关键词：隔档式构造地下水年龄水化学识别地下水流系统多级次嵌套结构

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同位素技术在矿井水防治研究中的应用

煤炭工程 2006年第11期38卷 48-50页

作者：胡中信薛怀军穆月祥中国矿业大学江苏徐州221000 山东里能集团有限公司山东济宁272100

文章简述了同位素技术应用于研究地下水的机理,通过实例,研究了某矿区主要含水层地下水环境同位素的赋存、运移和补给特征,计算了井下出水点混合水比例和不同含水层地下水年龄,为采取有效的防治水措施提供了科学依据。

关键词：同位素矿井水水源判别混合水比例地下水年龄

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试论渗流场和渗流理论

工程勘察 2004年第6期32卷 20-24页

作者：侯玉新黄皓莉山西煤田水文地质二二九队山西太原030006

渗流场是地下水在岩土空隙中运动的产物 ,水动力场和水化学场是其不可分割的两个过程 ,只有用两项指标综合表示渗流场才较为完整。为此 ,以达西定律为切入点 ,建立化学指标 (aij、βj、kj 或k′j)表示的达西定律、地下水年龄、渗透系数... 详细信息

渗流场是地下水在岩土空隙中运动的产物 ,水动力场和水化学场是其不可分割的两个过程 ,只有用两项指标综合表示渗流场才较为完整。为此 ,以达西定律为切入点 ,建立化学指标 (aij、βj、kj 或k′j)表示的达西定律、地下水年龄、渗透系数、导水系数、实际速度等公式 ,赋予渗流理论新的内涵。针对山西西峪矿区水文地质问题 ,使理论获得进一步应用及拓展 ,对渗流场产生新的认识 ,从理论和实践上发展了渗流理论。

关键词：渗流场导水系数水化学场水动力场地下水年龄水文地质渗透系数渗流理论达西定律化学指标

渭河平原地下水分布特征与环境同位素研究──以白杨水源地为例

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地球学报 1994年第Z1期21卷 177-188页

作者：黎兴国常丕兴高文义何娟华张茂生齐加林许仁朝徐庆周西安地质学院陕西省地矿局第二水文地质工程地质大队

白杨水源地座落在渭河下游重镇——渭南市西北约５ｋｍ处，为谓河冲积平原的一部分。区内第四纪松散堆积物巨厚，地形平坦，降水充沛，地表水丰富，为地下水储存提供了良好的空间。按含水介质的埋藏条件可划分为潜水、浅层承压水、中层... 详细信息

白杨水源地座落在渭河下游重镇——渭南市西北约５ｋｍ处，为谓河冲积平原的一部分。区内第四纪松散堆积物巨厚，地形平坦，降水充沛，地表水丰富，为地下水储存提供了良好的空间。按含水介质的埋藏条件可划分为潜水、浅层承压水、中层承压水和深层承压水４个含水岩组。为了进一步研究地下水的补给形成机制、储存运移过程、排泄开采条件，本文结合环境同位素（包括￣（１４）Ｃ、￣（１３）Ｃ、￣３Ｈ、Ｄ和￣（１８）Ｏ）对水源地地下水年龄、地下水运动速率以及一些水文地质参数进行研究和探讨。而同位素测定表明：水源地潜水为现代水，￣３Ｈ含量较高，河水补给量占１／２左右；中、深层承压水补给途径较远，￣（１４）Ｃ年龄分别在距今０．４－０．５Ｍａ和０．８－０．９Ｍａ左右；δＤ和δ￣（１８）Ｏ值变化不大，说明它们主要来源于大气降水补给。

关键词：水源地同位素地下水年龄渭河平原

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天山北麓水环境同位素研究

天山北麓水环境同位素研究

作者：王杰长安大学

学位级别：硕士

天山北麓地区土地、矿产资源丰富,工农业发达,是自治区的经济核心。由于该区地处亚欧大陆腹地,属典型的大陆干旱性气候,区内水资源时空分布不均,生态环境极为脆弱,水资源问题成为制约该地区经济发展和生态环境修复的主要因素,而区域水... 详细信息

天山北麓地区土地、矿产资源丰富,工农业发达,是自治区的经济核心。由于该区地处亚欧大陆腹地,属典型的大陆干旱性气候,区内水资源时空分布不均,生态环境极为脆弱,水资源问题成为制约该地区经济发展和生态环境修复的主要因素,而区域水资源评价的核心就是三水转化关系的问题,因此,本论文依托于中国地质调查项目“准噶尔盆地地下水资源及其环境问题专题研究”,运用环境同位素对该地区的水文地质特征和三水转化关系进行了研究,其成果对准噶尔盆地的地下水资源评价及合理开发利用、表生生态环境保护具有重要意义。主要研究成果如下: 1)通过对同位素的分布特征及δD—δO关系研究,确定了各水体间的相互关系及地下水的补给来源;运用同位素的高程效应和同位素的混合比例计算了地下水的补给带高程及各水体间混合比例,进一步定性和半定量的阐明了地下水的补径排关系。 2)通过地下水中氚和C含量采用多种模型计算出了地下水的年龄。从山间洼地经冲洪积扇潜水到细土平原区承压水,地下水氚年龄由50年增至200年以上,C年龄由小于5千年变为大于1万年,结果变化趋势一致,表明地下水在含水层中径流条件逐渐变差,进一步定量化的表征了地下水的径流条件。 3)通过地下水中氚含量计算了地下水的更新速率,得出从山前潜水到细土平原承压水其更新速率由5%降至0.2%以下,与地下水年龄变化趋势一致,为三水转化研究奠定了一定基础。 4)运用同位素方法以水文地质为基础分析了玛纳斯河流域的三水转化规律。在水资源的形成区山区,地下水主要为高山冰雪融水补给和降雨直接入渗补给,所占比例为29%和71%;山间洼地主要为地下水向地表水的转化,转化比例为46%;冲洪积扇为地表水向地下水的转化,比例为70%;细土平原区三水转化为地下水→地表水→大气水的垂向转化,地下水向地表水的转化比例为77%,地表水向大气水的转化比例为25—41%。研究成果对合理利用该区水资源具有重要指导作用,对三水转化研究具有理论和实际意义。

关键词：天山北麓三水转化环境同位素地下水年龄更新速率