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小江断裂带南段典型地热泉群水文地球化学特征及形成机制研究 被引量：1
1
作者 肖勇 张雨晴 +4 位作者 杨文春 朱文祥 施文超 王杰 杨洪杰 《地球学报》 北大核心 2026年第1期65-77,共13页
大型断裂与岩溶复合区域水热活动机制复杂,厘清地热水成因是实现其地热资源科学合理开发利用的关键。本文以小江断裂南段热水塘地热泉群为研究对象,通过系统采集区域冷、热水样,综合运用水文地球化学、环境同位素及地质水文地质分析手段... 大型断裂与岩溶复合区域水热活动机制复杂,厘清地热水成因是实现其地热资源科学合理开发利用的关键。本文以小江断裂南段热水塘地热泉群为研究对象,通过系统采集区域冷、热水样,综合运用水文地球化学、环境同位素及地质水文地质分析手段,探究断裂带与岩溶发育对地热水形成、出露过程的控制作用。研究发现,热水塘地热泉水出露温度48.2~50.6℃,pH值6.6~7.0,TDS值784~851 mg/L,其水化学特征显著区别于抚仙湖临岸湖水与区域冷泉水。地热系统补给水源为抚仙湖湖盆东南火特村南部山区(高程2531~2716 m)大气降水;补给水沿断裂与岩溶通道下渗至2145~2447 m深处,热储层温度为179~201℃,地下滞留时间长达24~28 ka;地热水与围岩发生了充分水岩作用,但其在径流至排泄区浅表时遭遇岩溶通道控制的大量浅循环冷水混入(冷水混入比例86%~89%),改变了其水化学组成并破坏了水化学平衡状态,最终在抚仙湖湖岸出露形成富集SiO2(40.5~43.1 mg/L)、砷(0.05~0.06 mg/L)、氟(1.50~1.68 mg/L)等特征组分的中性至弱碱性低温地热泉水。 展开更多
关键词 水热型地热 地热水 成因模式 出露机制 岩溶 抚仙湖
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关中盆地东部浅层高氟地下水分布特征及富集成因
2
作者 陈志军 杨泽元 +4 位作者 曹建文 姜守俊 卢全中 刘聪 李文莉 《水文地质工程地质》 北大核心 2026年第1期95-109,共15页
关中盆地东部是我国典型地方性氟中毒病区,其浅层地下水氟富集机制呈现显著的地貌分异特征,但已有研究多局限于单一地貌类型,对多尺度地貌控制机制及水文地球化学过程下的时空异质性认知不足。研究基于多地貌单元,针对浅层含氟地下水的... 关中盆地东部是我国典型地方性氟中毒病区,其浅层地下水氟富集机制呈现显著的地貌分异特征,但已有研究多局限于单一地貌类型,对多尺度地貌控制机制及水文地球化学过程下的时空异质性认知不足。研究基于多地貌单元,针对浅层含氟地下水的水化学特征与氟富集主导机制差异进行研究,采集了94组地下水样品,涵盖了黄土台塬、北洛河河谷、渭河阶地等地貌单元,测定了水中的F^(−)及常规水化学离子浓度。运用数理统计、Gibbs图、Piper三线图等方法,对浅层含氟地下水的水化学特征、分布特征以及在不同地貌单元间的成因差异进行了深入探讨。结果表明:(1)浅层地下水呈弱碱性,具有高F^(−)、高总溶解性固体、高Na+的特征,水化学类型较为复杂;(2)在平面分布上,北洛河河谷中F^(−)浓度较低,而渭河阶地和黄土台塬中F^(−)浓度较高;(3)垂直方向上,随着埋深增加,黄土台塬和渭河阶地中F^(−)浓度呈降低趋势,而北洛河阶地则相反;(4)沿着孙镇黄土台塬至北洛河河谷方向,随着地下水径流路径延长,F^(−)浓度逐渐降低,而在韦庄黄土台塬至渭河阶地方向上F^(−)浓度则逐渐升高。研究表明不同地貌单元的氟富集主导机制差异明显,黄土台塬区以硅酸盐风化-离子交换协同控制的淋滤释放为主导;渭河二级、三级阶地蒸发浓缩效应显著,强烈的蒸散作用导致F^(−)次生富集;北洛河一级阶地受地表水-地下水交互作用影响,水力联系密切导致F^(−)浓度稀释效应显著。研究可为高氟地下水风险区划和地方病精准防控提供空间分异理论依据。 展开更多
关键词 关中盆地 浅层地下水 氟 分布特征 富集机制
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天津滨海地区不同碘化物浓度地下水微生物群落结构特征
3
作者 谢定昇 李梦娣 +1 位作者 张翠霞 李海明 《水文地质工程地质》 北大核心 2026年第1期263-276,共14页
微生物对碘化物(以I^(−)计)在地下水中的迁移富集有重要影响,进而影响水资源安全。目前关于微生物在I^(−)迁移富集中作用的研究多集中于实验室条件下对特定微生物的培养,对于自然环境下微生物群落与I^(−)的相互作用的研究较为有限。为... 微生物对碘化物(以I^(−)计)在地下水中的迁移富集有重要影响,进而影响水资源安全。目前关于微生物在I^(−)迁移富集中作用的研究多集中于实验室条件下对特定微生物的培养,对于自然环境下微生物群落与I^(−)的相互作用的研究较为有限。为了解不同I^(−)浓度的地下水中微生物群落结构特征,针对天津滨海地区不同I^(−)浓度地下水中的微生物群落,采用Mantel test检验、α多样性、LEfSe分析、共现网络及PICRUSt2分析等对相关微生物数据进行分析。结果表明:(1)地下水样品中共检测到相对丰度>0.01%的微生物23门、42纲、122目、215科、392属,其中变形菌门、拟杆菌门、弯曲杆菌门、放线菌门为微生物群落优势门类;(2)地下水微生物群落与pH值、Na^(+)、Ca^(2+)、Mn^(2+)、总溶解性固体浓度等水化学环境因子有正相关关系;(3)微生物群落的多样性、生态系统复杂性、丰富度随I^(−)浓度梯度上升而下降;随I^(−)浓度梯度上升,物种覆盖范围有所扩大,群落结构逐渐由聚集到离散,各物种相对独立性提高。研究成果可为天津及类似滨海地区地下水微生物-碘相互作用机制研究提供一定参考。 展开更多
关键词 高碘 地下水 水化学 微生物群落 多样性 差异性
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赣江下游地下水三氮源解析及其对极端降水-干旱的响应
4
作者 赵崇桢 储小东 +2 位作者 陈婷 马文洁 高柏 《水文地质工程地质》 北大核心 2026年第1期80-94,共15页
极端气候事件频繁发生对地下水质量影响较为显著,但目前针对极端气候驱动下地下水中“三氮”(氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮)来源及“三氮”对水文地球化学过程的响应研究仍有不足,尤其在极端降水和干旱条件下,“三氮”时空分布特征及来... 极端气候事件频繁发生对地下水质量影响较为显著,但目前针对极端气候驱动下地下水中“三氮”(氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮)来源及“三氮”对水文地球化学过程的响应研究仍有不足,尤其在极端降水和干旱条件下,“三氮”时空分布特征及来源解析未被充分探讨。以江西省赣江流域下游及其南支区域地下水为对象,采集样本并分析极端气候条件下的水文地球化学特征,采用正交矩阵因子分解(positive matrix factorization,PMF)模型解析“三氮”来源,对比极端降水和干旱条件下“三氮”浓度变化、时空分布、来源贡献以及对极端气候的响应机制。结果显示:极端气候显著影响赣江下游地下水水位和氧化还原环境,极端干旱时地下水水位降幅大,氧化还原电位(Eh值)降低;水化学类型为HCO_(3)-Ca型,极端降水和干旱分别导致不同离子变异性增强;极端降水期NH_(4)^(+)-N浓度下降,NO_(3)^(-)-N沿河流方向增加;极端干旱期NH_(4)^(+)-N与NO_(2)^(-)-N浓度显著上升。PMF源解析显示:盐类溶解(石膏、镁盐矿物等)、土壤氮转化(硝化及反硝化作用等)和人类活动(农业活动、生活污水排放及工业废水排放等)分别是NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N和NO_(3)^(-)-N的主要来源,极端气候显著改变了这些来源的贡献率。极端气候下,地下水中氮化合物的变化与水文地球化学过程紧密相关,极端干旱时蒸发浓缩作用增强导致NH_(4)^(+)-N累积,极端降水时地下水受降水补给稀释导致NO_(3)^(-)-N浓度上升及NO_(2)^(-)-N浓度降低。本研究揭示了极端气候下地下水中“三氮”来源及其水文地球化学演化机制,为区域地下水污染防控及水资源管理提供理论支持。 展开更多
关键词 极端降水 极端干旱 地下水 三氮 赣江流域
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保定市区西部地下水循环规律及一亩泉成因研究:来自水化学、同位素和地下水位动态的证据
5
作者 魏世博 贾茂平 +3 位作者 吴初 张福存 罗银飞 吕永高 《地学前缘》 北大核心 2026年第2期525-534,共10页
受人类活动和气候变化叠加影响,保定市区西部山前平原地下水情势发生显著变化,一亩泉复涌也引起广泛关注。为科学调控地下水位和实施一亩泉泉域保护治理,开展变化环境下保定市区西部山前平原地下水循环规律研究和一亩泉成因研究尤为必... 受人类活动和气候变化叠加影响,保定市区西部山前平原地下水情势发生显著变化,一亩泉复涌也引起广泛关注。为科学调控地下水位和实施一亩泉泉域保护治理,开展变化环境下保定市区西部山前平原地下水循环规律研究和一亩泉成因研究尤为必要。本研究采用水化学与同位素分析、地下水位动态监测、钻探技术,获取了研究区多源数据,系统解析保定市区西部山前平原地下水循环规律及一亩泉成因。结果表明:平原区隐伏裂隙岩溶水与上覆松散岩类孔隙水水力联系密切;极端强降水条件下,山前平原隐伏裂隙岩溶水、浅层松散岩类孔隙水对山区地下水侧向径流补给响应敏感,地下水位响应的控制机理为侧向径流补给,隐伏裂隙岩溶水对山区地下水侧向径流补给的响应较松散岩类孔隙水强烈。一亩泉泉水主要来源于第I、II含水层组中地下水,与碳酸盐岩裂隙岩溶水无直接水力联系。一亩泉东侧第I、II含水层组中含水层累计厚度骤减,造成地下水向下游侧向径流受阻,承压水头抬升;加之地势低洼、浅部地层岩性颗粒相对较粗等有利于地下水溢出的因素,第I、II含水层组中地下水在一亩泉村溢出成泉。 展开更多
关键词 地下水循环 极端强降水 隐伏裂隙岩溶水 一亩泉
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河套盆地含水层沉积物铀赋存特征及对地下水铀富集的影响
6
作者 章一川 常光明 +2 位作者 鲁重生 邢世平 郭华明 《地学前缘》 北大核心 2026年第2期535-547,共13页
长期暴露在高铀(U)地下水中会对人体健康造成潜在威胁。尽管高U地下水形成的水文地球化学过程已得到广泛研究,目前对含水层沉积物的水文地球化学特征如何控制地下水U迁移和富集仍缺乏深入理解。本文以河套盆地为研究区,采集了山前区和... 长期暴露在高铀(U)地下水中会对人体健康造成潜在威胁。尽管高U地下水形成的水文地球化学过程已得到广泛研究,目前对含水层沉积物的水文地球化学特征如何控制地下水U迁移和富集仍缺乏深入理解。本文以河套盆地为研究区,采集了山前区和平原区含水层沉积物样品并对其中U的不同赋存形态和含量进行分析。结果表明,山前区沉积物中U含量远高于平原,山前区U主要以铁锰氧化物结合态(F3-U)为主,平原区主要为基质态(F5-U)。沉积物U含量随其粒径减小呈现增大的趋势,其中黏土沉积物中U含量最高。沉积物中各赋存态U含量与Fe、Mn含量均呈正相关关系,表明Fe、Mn对沉积物中U富集有着重要控制作用。地下水中的U主要受到沉积物中可交换态(F1-U)、碳酸盐结合态(F2-U)和铁锰氧化物结合态(F3-U)这三种赋存形态的控制。在山前区,解吸附和氧化溶解作用促进地下水中U的富集;在平原区,含水层中铁锰氧化物还原溶解释放的U在还原环境中被还原为U(IV)再次固定在沉积物中,形成高Fe 2+低U的地下水。本研究将含水层沉积物地球化学特征与地下水U的迁移富集建立联系,揭示了含水层沉积物铀赋存特征对地下水U富集的影响。 展开更多
关键词 河套盆地 铀 含水层沉积物 地下水 氧化还原过程
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水库水位变动影响下消落带沉积物氮磷吸附解吸行为与释放通量估算
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作者 吴默涵 苏小四 +1 位作者 宋铁军 郝源 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期14-24,共11页
水库水位变动而形成的消落带作为水陆交错带的关键界面,其沉积物氮磷释放是影响水库水质的重要因素。然而,周期性水位变动引发的消落带氧化还原环境交替变化导致消落带氮磷的释放行为及其对水库水质的影响贡献尚不完全清楚。本研究以吉... 水库水位变动而形成的消落带作为水陆交错带的关键界面,其沉积物氮磷释放是影响水库水质的重要因素。然而,周期性水位变动引发的消落带氧化还原环境交替变化导致消落带氮磷的释放行为及其对水库水质的影响贡献尚不完全清楚。本研究以吉林省某大型水库为研究对象,通过采集淹水前、淹水期和退水期水库地表水和消落带沉积物样品,阐明水位变动下消落带沉积物氮磷释放规律及其对水库水质影响的贡献。研究结果表明:在整个水位波动周期(淹水前—淹水期—退水期),库水氨氮和磷酸根浓度呈现先增加后减小的趋势。沉积物氨氮含量先降低后升高,而无机磷含量则先增加后降低。吸附解吸实验表明酸性条件下(pH=5)沉积物对氨氮和磷酸盐的吸附量较大,而碱性条件(pH=9)下沉积物氮磷解吸作用较强。在退水期,沉积物对氮磷表现出较强的解吸作用。质量平衡法表明,沉积物氮和磷的释放通量分别为324.15 t和8.18 t,其对水库地表水无机氮、磷变化的贡献率分别高达47.22%和57.72%。本项研究对于识别水库内源污染机制,预测水环境风险,保障居民饮水安全和推动水资源可持续管理提供重要科学依据。 展开更多
关键词 水库消落带 水位波动 氮磷含量 释放通量 吸附解吸
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南通市通州区松散孔隙含水层地下水化学特征演化规律
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作者 董立康弘 李兆 张建忙 《水资源保护》 北大核心 2026年第1期263-274,共12页
为探究南通市通州区松散孔隙含水层地下水化学特征的演化规律,综合运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图及离子比值分析等方法,分析了通州区2016—2023年主要含水层地下水化学特征及主要离子成分的时空演化规律。研究结果表明:地下水整... 为探究南通市通州区松散孔隙含水层地下水化学特征的演化规律,综合运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图及离子比值分析等方法,分析了通州区2016—2023年主要含水层地下水化学特征及主要离子成分的时空演化规律。研究结果表明:地下水整体呈弱碱性;第Ⅰ承压含水层水化学类型在2016—2023年间未发生显著变化,第Ⅲ承压含水层水化学类型则由HCO_(3)-Na型逐步转变为Cl^(-)Na型;潜水含水层与第Ⅲ承压含水层主要受水岩作用影响,第Ⅰ承压含水层则受海水入侵、地层盐分溶滤及蒸发浓缩作用控制,呈现高矿化度咸水特征;地下水总溶解固体含量与Cl^(-)质量浓度高度相关,说明Cl^(-)是影响地下水总溶解固体的主要离子;在地下水位恢复过程中,第Ⅰ承压含水层水岩作用较强,促使土壤中Cl^(-)释放至地下水中,加剧了该含水层的咸化程度,同时,上覆含水层咸化水体通过越流补给第Ⅲ承压含水层,导致该含水层亦呈现轻微咸化趋势。 展开更多
关键词 地下水 化学特征 离子来源 通州区
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离子吸附型稀土矿区水体硝酸盐分布、来源及其转化过程:以江西足洞稀土矿为例 被引量：3
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作者 韦春伊 余圣品 +7 位作者 白细民 刘海燕 王振 葛勤 陈功新 周仲魁 孙占学 郭华明 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期121-134,共14页
离子吸附型稀土矿开采导致矿区水土环境遭受严重的氮污染,但矿山排水影响下水体中硝酸盐(NO_(3)^(-)-N)的分布、迁移转化过程及污染来源仍缺乏系统研究。以江西赣南足洞离子吸附型稀土矿区下游地表水和地下水为研究对象,结合水化学分析... 离子吸附型稀土矿开采导致矿区水土环境遭受严重的氮污染,但矿山排水影响下水体中硝酸盐(NO_(3)^(-)-N)的分布、迁移转化过程及污染来源仍缺乏系统研究。以江西赣南足洞离子吸附型稀土矿区下游地表水和地下水为研究对象,结合水化学分析及多同位素技术(δ^(18)O-H_(2)O、δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)),研究了水体中NO_(3)^(-)-N来源及转化过程,并借助MixSIAR模型定量评估了各污染源的贡献率。结果表明,区内水体呈弱酸性、低矿化度特征,地表水以SO 4-Ca型为主,80%地下水为HCO_(3)-Ca型;地表水的总氮(TN)及NO_(3)^(-)-N、氨氮(NH_(4)^(+)-N)浓度显著高于地下水,表明其氮污染与采矿活动密切相关。空间上,氮来源与开矿使用高氨氮卤水密切相关,矿山开采活动对地表水氮污染影响显著。土地利用类型分布表明,地表水和地下水氮的来源不同,地表水氮源主要是林地中的矿山排水,而地下水氮主要来源于耕地上的农业活动。δ^(18)O-H_(2)O、δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)同位素组成特征及其分馏系数分析表明,地表水和地下水均以硝化作用为主。利用δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)及其重建值进行端元分析显示,SW1的NO_(3)^(-)-N主要来源于铵态氮,即采矿活动排出的高NH_(4)^(+)-N水;SW2受到采矿和农业活动的共同影响,其来源包括铵态氮、土壤氮和污水粪肥,GW主要来源于土壤氮和污水粪肥。MixSIAR定量结果表明,矿山排水对靠近开采区的地表水(即SW1)的NO_(3)^(-)-N贡献率平均值超过50%,其中65%~94%NO_(3)^(-)-N来源于矿山排水中原生NO_(3)^(-)-N的直接贡献,而在远离开采区的地表水中(即SW2),矿山排水的NO_(3)^(-)-N贡献值递减至约30%。不确定性分析UI 90显示,大气降水的贡献率最为稳定,矿山排水、粪肥污水和土壤氮的贡献率存在较大的变异性。本研究揭示了离子吸附型稀土矿区硝酸盐污染的形成机制,为矿区氮污染的精准管控提供了科学依据。 展开更多
关键词 稀土矿 氮污染 硝化作用 贝叶斯同位素混合模型 分异富集
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岩溶地下水系统的碳循环
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作者 蒲俊兵 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期369-383,共15页
全球岩溶分布面积约2000万km^(2),其地下水资源约占全球地下水资源量的26.4%。在岩溶区CO_(2)-H_(2)O-CaCO_(3)相互作用的系统中,碳酸盐岩的溶蚀(风化)成为地球表层快速且大量吸收大气CO_(2)的重要表生地质过程,大量的CO_(2)被吸收进入... 全球岩溶分布面积约2000万km^(2),其地下水资源约占全球地下水资源量的26.4%。在岩溶区CO_(2)-H_(2)O-CaCO_(3)相互作用的系统中,碳酸盐岩的溶蚀(风化)成为地球表层快速且大量吸收大气CO_(2)的重要表生地质过程,大量的CO_(2)被吸收进入岩溶地下水系统,成为表层地球系统固碳的重要环节。岩溶碳循环受水循环过程的驱动,水体赋存位置及水文状态在一定程度上决定了岩溶碳循环的途径、效率、强度以及碳汇效应。本文在总结岩溶地下水系统基本特征的基础上,围绕碳的来源、碳的动态和碳的固定三个关键过程,分析了近年来岩溶地下水系统碳循环的进展。岩溶地下水系统具有多空间维度的非均质性、含水层结构的不稳定性、水文状态的高度变异性、地下水地表水转换频繁、防污性能弱、易受污染等特征,形成了特殊的水循环过程,并控制了系统的碳循环过程。岩溶地下水系统中碳主要有溶解无机碳(DIC)、颗粒无机碳(PIC)、溶解有机碳(DOC)和颗粒有机碳(POC)4种,它们的含量是内源碳和外源碳动态平衡的结果,其来源和贡献比受区域气候、地质、水文、生态等条件和生物活动等过程的共同影响。岩溶地下水系统DIC的动态变化受到CO_(2)效应、稀释效应、活塞效应的影响,并且受水文地质条件和水岩气相互作用程度的影响存在显著的空间变化,而OC的变化主要取决于源效应和水文效应。自养微生物的碳同化作用、生物碳泵效应、微型生物碳泵效应是岩溶地下水系统中的主要固碳机制,具有较大的固碳潜力。未来,应进一步关注分布式水碳耦合循环模型构建、岩溶地下河系统吸碳稳碳固碳储碳全流程的监测及分析技术体系构建和岩溶地下水系统固碳增汇的人工调控模式等方面的问题,可为深入理解岩溶地下水系统的碳循环过程,准确评价岩溶区的碳收支,维护岩溶区生态安全及实现“碳中和”目标提供新的科学认知。 展开更多
关键词 岩溶地下水系统 碳来源 碳动态 碳固定
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黄河中下游过渡带浅层地下水水化学特征及演化规律分析
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作者 王广华 王秀雅 +3 位作者 何正坤 刘旭阳 田大永 邓晓颖 《水利水电科技进展》 北大核心 2026年第1期39-47,共9页
通过数理统计、Piper图和Schoeller图等方法分析了黄河中下游过渡带(吉利-孟津段)浅层地下水水化学主要组分的分布特征、水化学类型及变化趋势,利用Gibbs模型、离子比值法和因子分析法揭示了其控制因素和主要来源,并结合剖面法验证了浅... 通过数理统计、Piper图和Schoeller图等方法分析了黄河中下游过渡带(吉利-孟津段)浅层地下水水化学主要组分的分布特征、水化学类型及变化趋势,利用Gibbs模型、离子比值法和因子分析法揭示了其控制因素和主要来源,并结合剖面法验证了浅层地下水水化学演化规律。结果表明:黄河中下游过渡带浅层地下水与黄河水存在密切的水力联系,地下水水化学组分主要受岩石风化作用控制(碳酸盐岩为主),并受一定程度蒸发因素和人类活动影响;阳离子交换作用和矿产开采活动导致河谷平原区地下水中碳酸盐矿物处于动态饱和状态;黄河中下游过渡带浅层地下水水化学类型相对复杂,从黄土丘陵区到黄河漫滩区变化规律为HCO_(3)-Ca·Mg型转变为HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Mg型和HCO_(3)·Cl^(-)Ca·Mg型,再转变为HCO_(3)·SO_(4)·Cl^(-)Ca·Na·Mg型、HCO_(3)·Cl^(-)Ca·Mg·Na型和HCO_(3)·Cl·SO_(4)-Mg·Ca·Na型。 展开更多
关键词 黄河中下游过渡带 浅层地下水 水化学特征 演化规律
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区域水文地球化学背景解析廊坊某农用地地下水超标成因
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作者 谢俊杰 云玉攀 +3 位作者 刘洪超 刘朝 冯潞 李兆阳 《环境保护科学》 2026年第1期153-160,共8页
近年来随着我国城市化进程高速发展,京津冀地区暴露出的土壤和地下水污染问题日益突出。文章选取廊坊北部某农转居地块为研究对象,采用内梅罗指数法(F_(1))和改进型内梅罗指数法(F_(2))开展水质评价,并首次应用区域水文地球化学背景解... 近年来随着我国城市化进程高速发展,京津冀地区暴露出的土壤和地下水污染问题日益突出。文章选取廊坊北部某农转居地块为研究对象,采用内梅罗指数法(F_(1))和改进型内梅罗指数法(F_(2))开展水质评价,并首次应用区域水文地球化学背景解析法判定超标成因。结果表明:研究区地下水中的锰、氟化物、总硬度、溶解性总固体、碘化物、砷最大超标倍数分别为7.8、0.77、0.869、0.266、2.25和4.07倍,各指标的区域超标率分别为90%、50%、55%、25%、50%和60%,地块超标项与区域水文地球化学背景空间分布特征一致,成因归于低洼地形、偏碱性地下水环境及高背景区域原生水文地质条件等共同作用而非人为污染导致,综合考量一般指标与毒理学指标权重的F_(2)评价结果更符合实际;健康风险评估结果显示:致癌风险C_(z)=5.83×10^(-4),非致癌风险H_(f)=19.69,因浅层地下水不作为饮用水且超标项非挥发性,实际人体健康风险可控,无需开展详查及治理修复工作,可作为居住用地开发。研究优化了传统调查流程,预计节约成本16万元,缩短调查周期25 d,可为京津冀平原区同类高背景值地块开发利用、HJ 25.1补充区分人为污染与自然成因的判定提供参考,对京津冀地区国土空间规划调整与管理、全国土壤和地下水污染防治计划具有重要参考价值。 展开更多
关键词 水文地球化学背景 地下水超标成因 改进型内梅罗指数法 健康风险评估
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近40年粤港澳大湾区水资源演变与生态环境格局变化 被引量：3
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作者 赵良杰 王莹 +4 位作者 栾崧 杨杨 吴树诚 王喆 李录娟 《中国地质》 北大核心 2025年第1期215-231,共17页
【研究目的】受气候变化与人类活动的双重影响,亟需深化对粤港澳大湾区水资源演变规律的认识,以期为实现区域水资源的可持续管理提供科学依据和决策支持。【研究方法】本文采用定性与定量相结合、历史文献资料的深度挖掘以及多源水资源... 【研究目的】受气候变化与人类活动的双重影响,亟需深化对粤港澳大湾区水资源演变规律的认识,以期为实现区域水资源的可持续管理提供科学依据和决策支持。【研究方法】本文采用定性与定量相结合、历史文献资料的深度挖掘以及多源水资源监测数据,全面分析大湾区自1980年以来近40年间的水文、降水、地表覆盖等水资源环境格局变化及其区域分异规律。【研究结果】大湾区水资源状况总体上呈现"西多东少、北多南少"的分布特征,1980—2022年平均气温22.2℃,降雨2022.1 mm,主要变化周期约4.1 a。西江、北江、东江干流平均径流量分别为11231.09 m^(3)/s、1479.63 m^(3)/s、809.42 m^(3)/s,径流变差系数介于0.19~0.27,气候格局呈现出暖湿化的趋势,水体总量出现减少趋势,植被覆盖整体上升但局部出现退化,显著退化面积6225.98 km^(2),改善面积9537.31 km^(2);水体(含湿地)面积变化速率呈现“缓慢萎缩−加速萎缩−稳步增长−缓慢增长”的阶段性特征。【结论】提出具有开发远景的41处应急备用水源地,允许开采量达234.26万m^(3)/d。大湾区具有水资源与经济发展的不协调、水生态服务功能退化、水资源时空分布不均及以地表水为主的供水水源结构单一等特点。 展开更多
关键词 水资源演变 应急备用水源 地质环境动力 气候变化 水文地质调查工程 粤港澳大湾区
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淮北平原浅层地下水化学特征及水质动态研究 被引量：2
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作者 朱春芳 龚建师 +5 位作者 檀梦皎 陶小虎 周锴锷 王赫生 李亮 秦曦 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第3期56-67,共12页
浅层地下水是淮北平原最重要的农业用水供水水源,水质状况广受关注。文章采用数理统计、舒卡列夫分类、Piper三线图和水质综合评价得出淮北平原浅层地下水化学特征及水质现状,运用Gibbs图和离子比值关系分析了水化学物质来源,应用主成... 浅层地下水是淮北平原最重要的农业用水供水水源,水质状况广受关注。文章采用数理统计、舒卡列夫分类、Piper三线图和水质综合评价得出淮北平原浅层地下水化学特征及水质现状,运用Gibbs图和离子比值关系分析了水化学物质来源,应用主成分分析法筛选影响地下水质量的典型因子并推演时空演变规律。结果表明:淮北平原浅层地下水多为弱碱性淡水,p H值6.6~8.6,溶解性总固体192~5302 mg/L,主要水化学类型共8类,主要阴离子为HCO_(3)^(-),阳离子为Na^(+)、Ca^(2+),地下水质量以Ⅳ类水为主;水岩作用主要受硅酸盐岩-碳酸盐岩岩石风化作用影响,从上游淮北平原到中游淮北平原,岩石风化溶解的水岩作用由碳酸盐岩向硅酸盐岩再向蒸发盐岩演化。通过主成分分析选取溶解性总固体、耗氧量、硝酸盐作为典型因子研究水质动态演化规律,淮北平原浅层地下水质量在2010—2021年经历了明显好转后略有下降,但典型因子的表现不尽相同;受原生地质环境影响,淮北平原浅层地下水可溶物质总量趋向于面状集中分布,高值点增多且大多分布于中游淮北平原,氧化还原条件从还原环境向氧化环境演变,2010—2018年农业活动等人为污染在上游淮北平原局部加重,但在2018年后得到明显改善。研究结果可为淮北平原浅层地下水污染防治、地下水资源保护提供支撑。 展开更多
关键词 淮北平原 浅层地下水 水化学特征 水质 主成分分析
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苏州吴江区浅层地下水化学特征及成因分析 被引量：2
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作者 杨露梅 武鑫 +2 位作者 许书刚 邝荣禧 朱常坤 《地质论评》 北大核心 2025年第2期537-547,I0001,I0002,共13页
水生态保护是长三角生态绿色一体化发展示范区的重要任务,浅层地下水是水生态体系的有机组成部分。为了明晰该区域浅层地下水的化学特征及其成因机制,本研究综合运用统计分析、Gibbs图、Piper三线图、相关性分析以及主成分(因子)分析等... 水生态保护是长三角生态绿色一体化发展示范区的重要任务,浅层地下水是水生态体系的有机组成部分。为了明晰该区域浅层地下水的化学特征及其成因机制,本研究综合运用统计分析、Gibbs图、Piper三线图、相关性分析以及主成分(因子)分析等多种方法,系统地分析了长三角生态绿色一体化发展示范区—苏州市吴江区的水文地球化学过程。结果表明,研究区浅层地下水处于偏碱性环境,阴离子主要以HCO_(3)^(-)为主,阳离子以Na^(+)和Ca^(2+)为主,微承压水大部分属于微咸水和咸水,且微承压水中的NH_(4)^(+)含量高于潜水中NH_(4)^(+)含量;相关分析表明,地下水中的大多数主要离子主要受自然过程的调控,高浓度的Na^(+)、Mg^(2+)、NH_(4)^(+)有利于I-在地下水中的富集;因子分析中提取的4个因子解释了总方差的85.375%,并分别与盐度、有机物、酸碱度和硫酸盐有关,总体来说,盐度、酸碱度和硫酸盐与自然过程有关,因子2代表了人为过程,而人为过程和自然过程不能完全分开。 展开更多
关键词 示范区 水化学特征 相关性分析 因子分析 苏州 长三角
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补水溶矿过程中达布逊湖北岸地下卤水氢氧同位素变化特征研究
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作者 舒家兴 苗卫良 +2 位作者 张西营 袁小龙 李雯霞 《盐湖研究》 2026年第1期66-75,共10页
通过人工补水行为溶采盐湖区浅部地层中赋存的易溶钾盐矿物是察尔汗盐湖目前钾盐资源开发的重要方式。而溶采过程中盐湖区浅部地层中的水文交互过程是深入认识地层中盐类矿物的溶解-结晶机制及钾盐矿物溶采效率的关键,迄今为止认识程度... 通过人工补水行为溶采盐湖区浅部地层中赋存的易溶钾盐矿物是察尔汗盐湖目前钾盐资源开发的重要方式。而溶采过程中盐湖区浅部地层中的水文交互过程是深入认识地层中盐类矿物的溶解-结晶机制及钾盐矿物溶采效率的关键,迄今为止认识程度仍较为薄弱。文章以溶采区内补水渠、采卤渠及6个水文观测孔不同深度的卤水为研究对象,基于水化学和氢氧同位素分析研究了溶采区地下卤水在固液转化过程中的水文交互过程及其影响因素。结果表明:(1)卤水离子浓度动态变化特征主要受石盐、钾石盐和光卤石三种矿物溶解-析出的制约;(2)湖水补给补水渠后受到蒸发作用及盐类矿物溶解的影响导致水体中氢氧同位素富集;(3)水体混合作用和盐类矿物溶滤作用的叠加是引起地下卤水氢氧同位素变化的主要因素;(4)氢氧同位素比值变化趋势可作为判断研究区液化开采过程中溶钾能力强弱的指标。综上,研究探究了地下卤水氢氧同位素动态变化特征和氢氧同位素比值作为液化开采过程的监测方法和手段的可能性,对降低开采成本、提高开采效率,保障钾资源的可持续供应具有重要意义。 展开更多
关键词 察尔汗盐湖 固液转化 卤水 氢氧同位素特征
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滇西洱源盆地高温热泉水文地球化学特征及其地质意义 被引量：1
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作者 张寿川 刘凯 +6 位作者 杨扬 郑姝卉 张垚垚 刘晓煌 王路瑶 王家梁 刘书睿 《地球学报》 北大核心 2026年第1期91-104,共14页
洱源盆地赋存丰富的高温地热资源,但地热水中氟离子含量普遍超标。为识别该区域高温热泉的水文地球化学特征与成因机制,本文采集25组地热水样品,通过水化学测试、同位素分析,结合自组织映射神经网络聚类分析、水化学图解法及离子比例关... 洱源盆地赋存丰富的高温地热资源,但地热水中氟离子含量普遍超标。为识别该区域高温热泉的水文地球化学特征与成因机制,本文采集25组地热水样品,通过水化学测试、同位素分析,结合自组织映射神经网络聚类分析、水化学图解法及离子比例关系等方法开展系统研究。结果显示,该盆地高温热泉温度为46.40~89.20℃,pH值为6.20~8.20,总溶解固体含量326~1197 mg/L,水化学类型均为HCO_(3)-Na型。地热水化学特征主要受水岩作用主导,受硅酸盐岩溶解和阳离子交换作用影响。基于自组织映射神经网络分类结果分析高氟热泉成因机制,得出氟离子主要来源于富氟矿物溶解,富集过程与pH值、阳离子交换作用和竞争吸附作用密切相关。地热水主要接受大气降水补给,补给高程为2500~4192 m,循环深度为2625~5286 m,应用石英温标法估算热储温度105~166℃。本研究揭示洱源盆地高温高氟地热水化学特征及成因机制,为该区域地热资源高效开发利用提供理论依据。 展开更多
关键词 高温热泉 水文地球化学 氢氧同位素 自组织映射神经网络 洱源盆地
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湖水入渗中氮迁移转化特征与氧化还原分带规律 被引量：1
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作者 苏小四 赵禹尧 +1 位作者 李宁飞 马锋敏 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第3期693-702,734,共11页
基于富营养湖水向地下水的补给极易对湖周地区地下水水质安全造成威胁,以东北平原腹地的查干湖为研究区,在查明该区水文地质条件的基础上,通过湖水、地下水和含水介质样品的采集与测试,研究查干湖湖水入渗补给地下水过程中氮的迁移转化... 基于富营养湖水向地下水的补给极易对湖周地区地下水水质安全造成威胁,以东北平原腹地的查干湖为研究区,在查明该区水文地质条件的基础上,通过湖水、地下水和含水介质样品的采集与测试,研究查干湖湖水入渗补给地下水过程中氮的迁移转化特征与氧化还原分带规律。结果表明:控制湖水补给地下水过程中氮迁移转化的主要水文地球化学作用包括混合作用、吸附–解吸作用、硝化–反硝化作用和矿化作用;湖水入渗过程中发生顺序氧化还原反应,依次形成有氧呼吸作用和硝化作用带、反硝化作用带、锰铁还原溶解作用带、硫酸盐还原作用带。研究结果对于深入理解湖水入渗补给地下水过程中发生的各项生物地球化学过程、保障湖水和地下水的水质安全具有重要的理论意义和实际应用价值。 展开更多
关键词 湖水入渗 氧化还原分带 硝氮 氨氮 迁移转化
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斯洛文尼亚经典岩溶区水文地球化学特征
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作者 苗迎 章程 +1 位作者 Mitja Prelovsek 肖琼 《中国岩溶》 北大核心 2025年第3期510-518,共9页
斯洛文尼亚是“一带一路”沿线上的重要国家,也是岩溶研究的发源地,岩溶地下水是斯洛文尼亚岩溶区居民生活和农业生产的重要水源,面对用水安全、时空分布不平衡、洪涝等诸多问题,查明斯洛文尼亚岩溶地下水情况具有重要意义。通过在斯洛... 斯洛文尼亚是“一带一路”沿线上的重要国家,也是岩溶研究的发源地,岩溶地下水是斯洛文尼亚岩溶区居民生活和农业生产的重要水源,面对用水安全、时空分布不平衡、洪涝等诸多问题,查明斯洛文尼亚岩溶地下水情况具有重要意义。通过在斯洛文尼亚波斯托尼亚(Postojna)岩溶流域开展岩溶地质调查与取样,结合水化学和同位素分析方法进行初步分析研究。结果表明:①斯洛文尼亚岩溶地下水水质良好,地下水基本处于天然状态,水温、pH、电导率以及阴阳离子等指标均常年稳定在固定值范围内,偶有波动也多受自然环境变化的影响,较少受到人类活动的影响。②分析地下水中氢氧同位素特征可知大气降水是研究区岩溶地下水的主要补给来源,受到碳酸盐岩含水层等岩石的风化与溶滤作用影响,地下水为典型的HCO_(3)^(-)-Ca^(2+)型岩溶水。③硝酸盐等常见污染物含量也远低于世界卫生组织规定的饮用水水质安全限值,来源以自然过程形成的土壤氮为主,旱季时部分采样点处地下水有生活污水及畜禽粪便污染。 展开更多
关键词 斯洛文尼亚 岩溶 地下水 水化学 同位素
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渭河上游散渡河流域苦咸地下水形成机制
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作者 张彦林 李积玉 +1 位作者 赵成 李春亮 《地质论评》 北大核心 2025年第4期1250-1264,共15页
渭河上游散渡河流域是黄土高原地区闻名的苦咸地下水分布区,水质型缺水问题制约着该地社会经济发展,深入研究散渡河流域苦咸地下水的形成机制,对于地下水资源合理开发利用,保障饮水安全具有重要意义。以散渡河流域中南部地区采集的26组... 渭河上游散渡河流域是黄土高原地区闻名的苦咸地下水分布区,水质型缺水问题制约着该地社会经济发展,深入研究散渡河流域苦咸地下水的形成机制,对于地下水资源合理开发利用,保障饮水安全具有重要意义。以散渡河流域中南部地区采集的26组水化学检测资料为基础,采用地下水化学指标统计分析、离子相关性分析、离子比值分析和矿物饱和指数分析等方法,研究了散渡河流域地下水的化学特征和离子来源,探讨了苦咸地下水的形成机制。结果表明:研究区河谷潜水普遍为苦咸水,溶解性总固体(TDS)质量浓度平均值5599.7 mg/L,SO_(4)^(2-)质量浓度平均值1973.1 mg/L,苦咸水分布与1718年通渭7.5级大地震的极震区范围有较好相关性;黄土潜水处于区域地下水的形成补给区,循环路径短,交替强烈,水质优于河谷潜水,TDS质量浓度在839.6~1237.6 mg/L之间。研究区地下水化学成分主要来源于含水层石膏和岩盐的风化溶解;苦咸地下水的形成主要受控于溶滤作用,其次是阳离子交换作用,蒸发浓缩和人类活动影响甚微;通渭大地震引发的地震滑坡造成河谷堆积物中的红层易溶盐增加和地下水径流条件改变是苦咸地下水形成的根本原因。 展开更多
关键词 苦咸水 离子来源 水岩作用 咸水成因 散渡河流域
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