淄河源区浅层地下水化学特征及控制因素分析

论文摘要

淄河源区浅层岩溶地下水是山东省淄博市博山区工农业及居民生活用水的重要供给水源,对保障区域生态环境平衡、居民饮用水安全、社会经济蓬勃发展具有重要的支撑作用。近几年来,由于降雨量减小以及大量开采地下水资源,造成岩溶地下水水位大幅度下降,区域内水资源供需矛盾愈演愈烈,人类活动对地下水岩溶水系统的影响也日益明显,给区域地下水资源的可持续利用敲响了警钟。为缓解淄博市博山区工农业用水紧张,当地政府拟在淄河源区谢家店村以上筹建岩溶地下水源地,中国矿业大学配合山东省地矿工程勘察院淄博分院进行了水源地勘察和水源地保护区划分的研究工作。在此基础上,作者对淄河源区进行了补充的野外勘探与地质背景调查,通过采样实验获得了主要含水层（第四系孔隙含水层,块状岩类风化裂隙含水层,岩溶裂隙含水层）地下水样常规离子(+、(6+、(62+、2)2+、7)-、42-、3-、32-、3-)数据以及岩样数据,利用舒卡列夫分类法与阴阳离子分类法划分工作区地下水化学类型,进一步通过ArcGIS软件的克里金插值分析法绘制区域主要成分浓度等值线图,定性分析了区域主要离子构成与空间变化特征。以定性分析为主要依据,结合地质背景资料,确定了区域地下水流路径以及含水层中的可能矿物相,运用PHREEQC软件建立了科学合理的水文地球化学模型,定量模拟了研究区地下水流路径中的化学演化过程,进一步揭示了地下水文地球化学作用强度与演化特征。最后从自然因素与人为因素两个角度出发,运用多学科交叉方法结合已掌握的分析资料对研究区地下水化学特征的控制因素进行了深入分析。研究结果表明:（1）谢家店水源地保护区内三个含水层中阳离子均以(62+和2)2+为主,阴离子以3-和42-为主,所有水质均符合III类水标准。(62+、2)2+、3-浓度在含水层中相对稳定;（6+、+、3-、7）-在研究区地下水中浓度变化量较大,受环境因素的影响较明显。（2）研究区地下水的大量开采造成部分地区地下水的暂时硬度升高;(6+浓度梯度大致与水流方向成反比,表明区域含水层石盐与芒硝的含量极少;从3-较大的均值与标准差以及富有规律性的分布特点可以得出其在地下水中绝对值含量较大,相对含量差别不大,受外界因素影响小;研究区地下溶滤作用较为强烈,再结合TDS浓度分布特征,判断研究区整体水质受外界因素影响小,降雨作用、人为污染并未对地下水产生太大影响。（3）水文地球化学定量模拟揭示了去白云化作用是第四系松散孔隙含水层的主要水—岩相互作用,同时还存在着硫酸盐溶解作用。块状岩类风化裂隙水含水层模拟路径中主要离子浓度变化符合补给区水文地球化学作用特征,硫酸盐、碳酸盐的溶解沉淀作用及阳离子交替吸附作用是主要的水文地球化学作用。碳酸岩盐岩溶裂隙含水岩组埋藏较深,具有水化学类型单一,水化学特征稳定,富水性强的特点,水文地球化学作用以硫酸盐、碳酸盐的溶解沉淀作用及阳离子交替吸附作用为主,但强度较小,模拟路径中主要离子浓度变化符合排泄区水文地球化学作用特征。（4）风化裂隙含水层流速较快,第四系含水层与岩溶裂隙含水层流速缓慢。总体来说水—岩相互作用为淄河源区地下水流场及地下水化学演化的主要控制因素,地质、水文地质条件控制了地下水流场,进而影响水—岩相互作用的强度,部分地区地下水化学特征受种植业的影响,人类活动在保护区中部尹家峪一带也成为重要影响因素。论文研究将帮助当地政府和相关部门掌握岩溶地下水分布规律,丰富淄河地区岩溶地下水化学研究成果,同时,也为淄河源区合理开发利用水资源,更好的筹建和保护地下水源地,缓解该地区水资源供需矛盾和控制地下水下降,防止区域地下水污染、改善地下水资源管理及合理开发与保护岩溶地下水资源提供科学依据。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• abstract
• 变量注释表
• 1 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究进展
•   1.3 区域工作程度及存在问题
•   1.4 研究内容
•   1.5 研究方法与技术路线
• 2 区域概况
•   2.1 研究区范围
•   2.2 气象水文
•   2.3 地形地貌
•   2.4 地质条件
•   2.5 水文地质条件
•   2.6 小结
• 3 水文地球化学调查
•   3.1 水文地质钻探
•   3.2 水样采集
•   3.3 水化学指标及测试方法
•   3.4 岩样采集
•   3.5 岩石成分与结构特征
•   3.6 小结
• 4 浅层地下水化学特征
•   4.1 水化学类型分析
•   4.2 主要离子构成及变化特征
•   4.3 小结
• 5 水文地球化学过程模拟
•   5.1 理论简介
•   5.2 水文地球化学模拟
•   5.3 模拟结果分析
•   5.4 小结
• 6 控制因素分析
•   6.1 自然因素
•   6.2 人为因素
•   6.3 小结
• 7 结论与展望
•   7.1 主要结论
•   7.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 游京

导师: 齐跃明,蔺文静

关键词: 淄河上游,水源地,地下水化学特征,水文地球化学模拟,控制因素

来源: 中国矿业大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地质学

单位: 中国矿业大学

基金: 国家自然科学基金项目(基金号:41741020),江苏高校优势学科建设工程资助项目

分类号: P641.3

总页数: 111

文件大小: 9214K

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