泰莱盆地地下水化学特征及演化规律研究

摘要

泰莱盆地为鲁中重要工业区，人口密集，工农业发达。随着社会经济的发展，区域水资源供需矛盾日益突出，人类活动对地下水系统的影响越来越显著，严重威胁着区域的可持续发展。本文在系统分析泰莱盆地地质及水文地质背景的基础上，运用数理统计、离子比例系数、同位素分析以及水文地球化学模拟等方法，对泰莱盆地地下水化学特征及演化规律进行了研究分析，旨在为区域地下水资源的可持续开发和利用提供科学依据。
　　结果表明：研究区地下水化学类型主要为HCO3-Ca型、HCO3-Ca·Mg型，HCO3·SO4-Ca型，HCO3·SO4-Ca·Mg型，SO4-Ca·Mg型；地下水阳离子主要以Ca2+、Mg2+、Na+为主，阴离子主要为HCO3-、SO42-、NO3-、Cl-；地下水中TDS、pH、Ca2+、Mg2+、HCO3-变异系数均较小，Na+、SO42-、Cl-、NO3-等变异系数较大。地下水中主要离子（HCO3-、SO42-、Cl-、NO3-）及TDS空间整体分布为：海拔较高的补给区含量整体较小，沿地下水径流路径向盆地中部排泄区，逐渐增大，即基本以泰安—莱芜一线为中轴线，呈现南、北两侧高海拔低值区，越向泰莱平原越高。地下水化学组分受蒸发-浓缩作用和大气降水作用影响小，而水-岩作用是水化学离子的控制性因素；方解石（CaCO3）、白云石（CaMg(CO3)2）等为主的碳酸盐岩和石膏（CaSO4·2H2O）等硫酸盐岩的溶解，是地下水中Ca2+、Mg2+、SO42-和HCO3-的主要来源。地下水主要补给来源为大气降水，并在接受补给的过程中受到蒸发影响，且地下水主要为次现代水与现代大气降水的混合水。典型剖面演化过程可概括为方解石呈现从欠饱和状态向饱和或者过饱和状态演化；白云石、石膏和岩盐基本都处于溶解未饱和状态；沿地下水径流方向发生了阳离子交换作用，CO2处于溶解状态并参与水-岩-气作用。

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摘 要

ABSTRACT

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Contents

1 绪 论

1.1 选题依据及理论意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容

1.4 技术路线

2 研究区概况

2.1 自然地理概况

2.1.1 位置与交通

2.1.2 气象

2.1.3 水文

2.1.4 区域地形地貌

2.2 区域地质条件

2.2.1 地层岩性

2.2.2 地质构造

2.2.3 岩浆岩

2.3 区域水文地质条件

2.3.1 含水岩组划分及其特征

2.3.2 地下水的补给、径流、排泄条件

3 地下水化学特征研究

3.1 水样采集与分析测试

3.2 水化学成分统计分析

3.2.1 数据统计特征

3.2.2 相关性分析

3.2.3 因子分析

3.3 地下水水化学成分的分布特征

3.3.1 地下水主要水化学组分空间分布特征

3.3.2 Piper三线图

3.3.3 地下水化学类型分布

3.4 地下水水化学动态

3.4.1 典型岩溶水分布区水化学动态

3.4.2 典型孔隙水分布区水化学动态

3.5 水化学组分形成机制探讨

3.5.1 基于Gibbs图的水化学控制因素研究

3.5.2 钙、镁和重碳酸根离子的来源

3.5.3 硫酸根离子的来源

4 地下水同位素特征研究

4.1 氢氧稳定同位素特征

4.2 氚放射性同位素特征

5 典型剖面水文地球化学演化规律研究

5.1 典型剖面水化学特征分析

5.2 地下水地球化学模拟

5.2.1 水文地球化学模拟理论基础

5.2.3 模拟结果分析

6 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间主要成果