沧州深层高氟地下水氟分布及演化规律研究

摘要

氟含量高是沧州深层地下水水化学特征之一。为了反映沧州地区地下水资源量和揭示深层地下水氟的演变机制，本文分析了1980年和2014年沧州地区深层地下水中氟含量变化，对沧州深层地下水中氟的分布规律和演化模拟过程进行了研究。使用ArcGIS软件描绘沧州地区深层地下水氟的平面分布规律。结果表明沧州地区深层地下水氟浓度平面分布表现为西部最低，中西部和东部沿海次之，中部最高，且在2014年，其面积增至约占沧州地区总面积的50％。可直接饮用的地下水资源面积减少。运用PHREEQC软件和MODFLOW软件分别建立沧州地区深层地下水水平方向水文地球化学模型和垂直方向的溶质运移模型。根据沧州地区深层地下水中氟的分布规律选取具有在同一水流路径上沿水流方向具有上下游关系的两个采样点，用1980年和2014年相应采样点的采样数据模拟出沧州地区深层地下水高氟水水平方向的来源为萤石沿水流路径水流方向不断发生溶解反应。用沧州地区深层地下水溶质运移模型模拟出沧州地区第Ⅲ含水层高氟水来源于更高浓度的第Ⅳ含水层氟的垂向运移。根据1980年和2014年第Ⅲ含水层氟离子的浓度对氟离子溶质运移模型进行率定，用率定好的沧州地区深层地下水溶质运移模型预测出2030年沧州地区第Ⅲ含水层氟离子平均浓度为1.64mg/L。预计在深层地下水开采活动下，沧州深层地下水氟含量会继续增加，沧州地区居民长期饮用会对身体健康造成影响。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 选题背景与项目依托

1．1．1 选题背景

1．1．2 项目依托

1．2 研究目的与意义

1．3 国内外研究进展

1．4 研究区地下水中氟化物历史成因

1．5 研究内容

1．6 技术路线

2 研究区概况

2．1 自然地理概况

2．2 社会经济概况

2．3 区域地质概况

2．4 区域水文地质概况

3 样品的采集与检测分析

3．1 样品的采集

3．2 样品检测分析

4 深层地下水氟的时空分布

4．1 深层地下水1980年氟分布特征

4．2 深层地下水2014年氟分布特征

4．3 本章小结

5 不同时期深层地下水反向水文地球化学演化模拟

5．1 反向地球化学模拟理论基础

5．2 水流路径的确定

5．3 沧州地区深层地下水氟水化学影响因素分析

5．4 可能矿物相的确定

5．5 约束条件的确定及其测试结果

5．6 反向地球化学模拟的结果

5．7 反向水文地球化学演化模拟分析

5．8 本章小结

6 地下水氟垂向演化模拟

6．1 Visual MODFLOW软件介绍

6．2 模型的建立

6．2．1 模型范围的概化

6．2．2 地层结构划分

6．2．3 模型参数的确定

6．2．4 边界条件的确定

6．3 模型的识别

6．4 模型的率定和验证

6．5 模拟的结果

6．6 模拟结果的预测

6．7 溶质运移影响因素分析

6．8 本章小结

结论

展望

参考文献

附表

作者简历

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