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基于水化学与环境同位素的额济纳平原区域地下水循环规律解析

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地学前缘 2023年第4期30卷 440-450页

作者：徐蓉桢魏世博李成业程旭学周翔宇中国地质调查局水文地质环境地质调查中心河北保定071051 内蒙古第一水文地质工程地质勘查有限责任公司内蒙古呼和浩特010020 河北省地质矿产勘查开发局第九地质大队河北邢台054000

额济纳平原生态环境脆弱,地下水在维持当地生态方面发挥着重要作用。然而,对具有重要生态水文意义断面上地下水循环过程关注不够,阻碍了对额济纳平原地下水循环规律的深入认识。本研究采用水化学与同位素方法解析额济纳平原关键界面地... 详细信息

额济纳平原生态环境脆弱,地下水在维持当地生态方面发挥着重要作用。然而,对具有重要生态水文意义断面上地下水循环过程关注不够,阻碍了对额济纳平原地下水循环规律的深入认识。本研究采用水化学与同位素方法解析额济纳平原关键界面地下水循环特征,归纳区域地下水循环模式。结果表明:沙漠区降雨在入渗补给地下水过程中受到过强烈的蒸发影响,研究区中部降雨对地下水补给微弱;额济纳平原北部白垩系潜水接受侧向径流补给,自北向南径流,至东、西居延海一带与南部第四系地下水流系统交汇,白垩系承压水径流滞缓,与上覆潜水水力联系微弱;黑河渗漏强烈影响深度30~50 m,强烈影响宽度10 km,平原中部地下水接受黑河渗漏补给后驱动两侧年龄较老的地下水缓慢侧向径流,在古日乃湖至天鹅湖一带与东部沙漠区地下水流系统交汇,黑河河水与沙漠区地下水不存在补排关系。该研究深化了对额济纳平原地下水循环的认识,对当地生态环境保护与修复、地下水合理开发利用具有指导意义。

关键词：地下水循环水化学环境同位素额济纳平原

水化学和环境同位素对济南东源饮用水源地地下水演化过程的指示

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环境科学 2019年第6期40卷 2667-2674页

作者：张雅苏春利马燕华刘伟江中国地质大学环境学院武汉430074 海南省环境科学研究院海口570026 生态环境部环境规划院长江经济带生态环境联合研究中心北京100012

济南东源水源地属于岩溶裂隙水,是济南市的主要供水水源.以济南市东源水源地为研究区,通过对研究区地下水和地表水的主要离子含量、氢氧同位素比值分析,揭示了东源饮用水源地地下水的补给来源、地表水的影响及水岩作用过程.结果表明,区... 详细信息

济南东源水源地属于岩溶裂隙水,是济南市的主要供水水源.以济南市东源水源地为研究区,通过对研究区地下水和地表水的主要离子含量、氢氧同位素比值分析,揭示了东源饮用水源地地下水的补给来源、地表水的影响及水岩作用过程.结果表明,区内地下水水化学类型相似,阳离子以Ca^(2+)为主,阴离子以HCO_3^-和SO_4^(2-)离子为主;大气降水是该地区地下水和河水的主要补给来源,且经历了不同程度的蒸发作用.地下水化学组分主要受水-岩作用的控制,方解石和石膏等贫镁矿物的溶解沉淀以及上覆第四系地层硅酸盐矿物的水解是区内地下水水化学组分的主要来源;部分地段河水污染渗漏补给地下水,造成地下水污染,主要超标指标为总硬度、NO_3^-、NH_4^+、SO_4^(2-)、Fe和Mn.

关键词：地下水水化学特征环境同位素水岩作用东源水源地

环境同位素在识别伊犁河谷地下水补给来源中的指示作用

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地质与资源 2022年第4期31卷 547-552页

作者：邵杰李瑛李树才滕超杨欣杰曹军陈喜庆中国地质调查局自然资源实物地质资料中心河北三河065201 中国地质调查局西安地质调查中心陕西西安710054

重点分析了研究区潜水、浅层承压水、泉水及地表水δD、δ(18)^O的分布特征,并对5组水文钻探井地下水样品进行分析.潜水δD变化范围为-97.32‰~-67.51‰,平均值为-80.34‰;δ(18)^O为-15.85‰~-10.66‰,平均值为-12.08‰.浅层承压水δD... 详细信息

重点分析了研究区潜水、浅层承压水、泉水及地表水δD、δ(18)^O的分布特征,并对5组水文钻探井地下水样品进行分析.潜水δD变化范围为-97.32‰~-67.51‰,平均值为-80.34‰;δ(18)^O为-15.85‰~-10.66‰,平均值为-12.08‰.浅层承压水δD为-111.93‰~-68.38‰,平均值为-84.79‰;δ(18)^O为-16.01‰~-10.52‰,平均值为-12.30‰.泉水δD为-102.06‰~-71.63‰,平均值为-84.10‰;δ(18)^O为-14.21‰~-9.70‰,平均值为-12.24‰.地表水δD为-90.53‰~-60.99‰,平均值为-72.58‰;δ(18)^O在-13.20‰~-9.54‰,平均值为-11.21‰.地下水δ(13)^C为-9.4‰~-5.6‰,平均值为-8.3‰,极差为3.8‰.结果表明:地下水与地表水均起源于当地大气降水.潜水与浅层承压水水力联系较强,潜水与浅层承压水属于同一含水系统.与浅层承压水相比,深层承压水年龄较大,在20 ka左右,属于沉积埋藏水.深层承压水与浅层承压水的水力联系较弱.潜水与浅层承压水的δ(13)^C值较为接近,且接近大气CO_(2)的δ(13)^C值-7‰.研究区地下水中碳的主要来源为大气CO_(2).

关键词：环境同位素含水系统 δD-δ(18)^O关系 δ(13)^C 伊犁河谷新疆

环境同位素技术在判定矿井含水层间水力联系的应用

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煤炭科学技术 2018年第S1期46卷 227-230页

作者：许蓬王明山东省煤田地质规划勘察研究院山东济南250104 山东省煤田地质局物探测量队山东济南250104

基于环境同位素技术在水文地质研究中的广泛应用,运用其原理可以标识地下水分布、运移和补给规律,特别是在分析矿区地下水补给来源、各含水层之间的联系、地下水年龄及地下水混合比例等方面起了重要作用。运用环境同位素技术并结合水化... 详细信息

基于环境同位素技术在水文地质研究中的广泛应用,运用其原理可以标识地下水分布、运移和补给规律,特别是在分析矿区地下水补给来源、各含水层之间的联系、地下水年龄及地下水混合比例等方面起了重要作用。运用环境同位素技术并结合水化学特征研究了巴彦高勒矿井各含水层之间的水力联系。试验结果表明,应用此项技术能准确、快速地确定矿区地下水的同位素特征,并判断出矿井突水的主要来源,可为制订有效的防治水措施提供科学依据。

关键词：环境同位素水力联系矿井水水文地质

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环境同位素在研究地热资源形成过程中的应用

太阳能学报 2008年第3期29卷 263-266页

作者：朱家玲王坤王东升天津大学地热研究培训中心天津300072 天津市国土资源与房屋管理局地热管理处天津300042 中科院河北正定水文地质研究所正定050800

主要结合放射性同位素年代学和稳定同位素的环境效应,对环境同位素水文和化学特性进行全面分析。通过采用不同的分析和计算方法以及地热水物理性质和化学成分的分布特征,定性分析了地热水的补给机制(其中包括地热水形成的机理、补给来... 详细信息

主要结合放射性同位素年代学和稳定同位素的环境效应,对环境同位素水文和化学特性进行全面分析。通过采用不同的分析和计算方法以及地热水物理性质和化学成分的分布特征,定性分析了地热水的补给机制(其中包括地热水形成的机理、补给来源、补给速率和通道,以及补给的方式);结合环境同位素的物理和化学性质,论述了地热水初始同位素组成和变化的条件。根据δD和δ^(18)O关系图上的线性关系,分析由于我国地热水由于δ^(18)O值的飘逸较小(1.0～1.5),其主体应属于大气水起源的循环水。

关键词：环境同位素地热系统补给地球物理地球化学

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济南岩溶泉域泉群区水化学与环境同位素研究

地质学报 2017年第7期91卷 1651-1660页

作者：殷秀兰王庆兵凤蔚中国地质环境监测院北京100081 山东省地质环境监测总站济南250014

本文通过对济南岩溶泉域排泄区地下水样品的分析,采用主要离子(Cl、NO_3、Mg、Ca、HCO_3、SO_4)、微量元素(Br、Ba、Sr)、氢氧同位素(~2H和^(18)O)、硫同位素(^(34)S)等示踪因子的综合研究方法,结合岩溶泉域实际水文地质条件,揭示了济... 详细信息

本文通过对济南岩溶泉域排泄区地下水样品的分析,采用主要离子(Cl、NO_3、Mg、Ca、HCO_3、SO_4)、微量元素(Br、Ba、Sr)、氢氧同位素(~2H和^(18)O)、硫同位素(^(34)S)等示踪因子的综合研究方法,结合岩溶泉域实际水文地质条件,揭示了济南泉水的水文地球化学特征、枯丰期水化学动态和环境同位素特征,确定了泉水在枯、丰水期不同的补给来源及补给途径。研究显示,泉群区出流的泉水可以分为三组,黑虎泉出流的路径是经奥陶系灰岩直接出流,趵突泉是经奥陶系灰岩与第四系沉积层出流地表,而五龙潭泉、珍珠泉和53号井则是在灰岩和侵入岩体的接触地带及第四系沉积层较薄弱处涌出地表;在丰水期地下水是混合补给,包括来自奥陶系岩溶水直接补给和硅酸盐岩裂隙水的间接补给,而在枯水期地下水主要由奥陶系岩溶水直接补给;泉群区地下水中的S主要来源于燃煤,而且有不断增加的趋势。

关键词：水化学分析环境同位素地下水泉水补给

西南典型废弃硫铁矿水化学特征及环境同位素分析

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环境科学与技术 2020年第10期43卷 10-17页

作者：李波刘国聂宇晗叶忠杨在文尹观西南科技大学环境与资源学院四川绵阳621010 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 国家环境保护水土污染协同控制与联合修复重点实验室四川成都610059 四川省地质工程勘探院集团有限公司四川成都610072

近年来通过对大树硫铁矿矿井涌水的监测,发现其水量大、水质差,已造成周围水体的污染。为弄清矿井涌水来源,该文结合水文地质条件采用水化学分析方法与环境同位素分析方法,利用地下水氘过量参数与氚含量分布特征,识别矿井涌水的来源,解... 详细信息

近年来通过对大树硫铁矿矿井涌水的监测,发现其水量大、水质差,已造成周围水体的污染。为弄清矿井涌水来源,该文结合水文地质条件采用水化学分析方法与环境同位素分析方法,利用地下水氘过量参数与氚含量分布特征,识别矿井涌水的来源,解析矿井涌水的污染成因。结果表明:矿井涌水与部分受污染龙潭组、茅口组地下水具有相似特征,主要表现为低pH值、高SO_(4)^(2-)、高TDS和高硬度;通过氘过量参数与氚含量分布特征,识别出了矿井涌水的主要来源,采用同位素质量平衡方程对进行混合比例计算,确定了不同来源对矿井涌水的贡献量。该文采用水水化学与同位素方法识别矿井涌水来源,对大树硫铁矿地下水修复及类似矿区地下水修复具有重要参考意义。

关键词：废弃矿井水化学分析环境同位素氘过量参数氚含量

甘肃省地热流体化学及环境同位素特征和形成年龄分析

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干旱区地理 2020年第6期43卷 1496-1504页

作者：张凌鹏丁宏伟张家峰王玉玺田辽西甘肃省地矿局第二地质矿产勘查院甘肃兰州730020 甘肃省地质矿产勘查开发局甘肃兰州730000 甘肃省地矿局第一地质矿产勘查院甘肃天水741020 甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院甘肃兰州730050 甘肃省地矿局水文地质工程地质勘察院甘肃张掖734000

利用大量的地热流体化学成分及环境同位素(δD、δ18O、14C)测试数据,深入分析了隆起山地构造对流型、沉降盆地传导型地热流体的化学特征及分布规律,进而对地热流体的环境同位素分布特征及形成年龄进行了梳理总结,得出了明确的结论。结... 详细信息

利用大量的地热流体化学成分及环境同位素(δD、δ18O、14C)测试数据,深入分析了隆起山地构造对流型、沉降盆地传导型地热流体的化学特征及分布规律,进而对地热流体的环境同位素分布特征及形成年龄进行了梳理总结,得出了明确的结论。结果表明:隆起山地构造对流型地热田地热流体主要以断裂上升泉的形式出露,分布于西秦岭-祁连造山带,补给来源为当地及周边大气降水入渗,地热流体形成年龄一般小于5000~30000 a,水质较好,属“开启型”的地热系统;热储层岩性、断裂规模及水热循环方式和深度等明显控制着地热流体化学类型、环境同位素特征和形成年龄。沉降盆地传导型地热田地热流体主要以管井开采的方式出露;热储埋藏深度小于1600m的地热井,地热流体补给来源为当地及周边大气降水入渗,形成年龄一般小于5000~30000 a,水质相对较好,属“半开启-半封闭型”的地热系统;热储埋藏深度介于1600~2600 m之间的地热开采井,主要为地质历史时期逐步形成的“古水”,水化学类型复杂且水质较差,地热流体形成年龄介于30000~50000a,属“封闭型”的地热系统;热储层岩性、埋藏深度、地下水在岩层中的滞留时间与循环深度等明显控制着地热流体化学类型、环境同位素富集程度和形成年龄。

关键词：热流体水化学环境同位素形成年龄地热系统

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环境同位素在水循环研究中的应用

水科学进展 2006年第5期17卷 738-747页

作者：张应华仵彦卿温小虎苏建平中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000

环境同位素广泛存在于自然界水体中,在降水、地表水、地下水、土壤水和植物体内相互转化的水循环过程中,同位素的分馏效应导致不同水体具有不同的同位素含量。利用不同水体同位素含量之间的差异,可研究它们之间的相互转化方式及转化量... 详细信息

环境同位素广泛存在于自然界水体中,在降水、地表水、地下水、土壤水和植物体内相互转化的水循环过程中,同位素的分馏效应导致不同水体具有不同的同位素含量。利用不同水体同位素含量之间的差异,可研究它们之间的相互转化方式及转化量。介绍了环境同位素在大气降水和降水-地表水-地下水“三水”之间转化中的研究进展,并阐述了其在水循环应用中存在的问题及应用前景。

关键词：环境同位素水循环地下水地表水降水