定边县周台子地区地下水水化学演化规律研究

摘要

定边县为第二批全国生态农业示范县，县政府拟在周台子地区建立县级农业示范区。周台子地区地下水资源量比较丰富，调节能力强，能够满足示范区的供水量需求，但是该区地下水水质极其复杂，大部分地区地下水水质不适合人畜饮用和植物生长需要。因此，对周台子地区的地下水水化学特征及其形成规律的研究，就成为该地区示范区建设与发展的决定性环节。本文在分析水文地质特征的基础上，对周台子地区地下水水化学演化规律以及开采条件下的劣质水体迁移进行了研究。
　　 通过现状地下水主要化学成分的分析，研究区地下水水化学特征呈现明显的区域变化规律，即第四系潜水与白垩系环河组地下水的矿化度从南东部的小于1g/L，向北西迅速增加到3g/L，水化学类型由南部小范围的HCO3型过渡到北西部的Cl、SO4型，阳离子以Na、Mg为主，地下水主体为Cl·SO4-Na型、Cl·SO4·HCO3-Na型、Cl·HCO3-Na型水。运用水文地球化学理论，对研究区第四系和白垩系环河组地下水化学演化分别进行了水文地球化学质量平衡模拟与分析，结果表明：地下水以岩盐、钾盐、石膏的溶解为主，即第四系地下水水化学的形成主要是溶滤作用和蒸发浓缩作用共同作用的结果，白垩系环河组地下水水化学主要受溶滤作用和阳离子交换作用的影响。
　　 结合地下水水化学成分分布特征及演化规律，依据灌溉用水水质要求划定了地下水开采的宜井区段，制定了水资源开采方案，对开采过程中劣质水体的迁移进行了三维数值模拟，分析了开采条件下劣质水体迁移的影响：劣质水体的范围向南部迁移，有所扩大，主要是水质不太适宜开采区向南、向北迁移，范围有较大幅度增加，而水质不适宜开采区、水质适宜开采区的范围都有所减小。从整体地下水化学环境而言，是在向好的方向发展。劣质水体范围的扩大影响部分宜井区水质，在开采过程中需要加强水质监测。

目录

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第一章绪论

1.1选题依据和研究意义

1.2水文地球化学的国内外研究现状

1.2.1水文地球化学的基本概念

1.2.2水文地球化学的发展历程与研究现状

1.2.3水文地球化学的研究方法

1.3研究内容、方法和技术路线

1.3.1论文的主要研究内容

1.3.2论文的研究方法与技术路线

第二章研究区自然地理地质概况

2.1自然地理条件

2.2气候与水文特征

2.2.1气候特征

2.2.2水文特征

2.3地质、地貌特征

2.3.1地质构造

2.3.2地形地貌

2.3.3地层岩性

第三章研究区水文地质条件

3.1区域水文地质背景

3.2研究区含水层结构

3.2.1含水层系统

3.2.2第四系松散层孔隙潜水

3.2.3白垩系碎屑岩层孔隙-裂隙水

3.3研究区地下水补径排特征

3.3.1地下水补给

3.3.2地下水径流

3.3.3地下水排泄

3.4研究区地下水动态特征

3.4.1地下水水位年内变化特征

3.4.2地下水水位多年变化趋势

第四章研究区地下水水化学特征及变化规律

4.1地下水水化学特征

4.1.1第四系地下水水化学特征

4.1.2白垩系环河组地下水水化学特征

4.2地下水矿化度和水化学类型的区域变化

4.2.1矿化度的区域变化

4.2.2水化学类型的区域变化

4.3地下水中主要组分的分布规律

4.3.1第四系含水层主要组分的分布规律

4.3.2白垩系含水层主要组分的分布规律

4.3.3含水层中氟离子的分布规律

第五章研究区地下水水文地球化学模拟

5.1选取水文地球化学模拟路径

5.2“可能矿物相”及其饱和指数分析

5.2.1地下水化学组分存在形式

5.2.2“可能矿物相”的确定

5.2.3“可能矿物相”的饱和度分析

5.3质量平衡模拟结果及分析

5.3.1第四系地下水

5.3.2白垩系环河组地下水

5.4地下水水化学成因分析

5.4.1地下水水化学成分形成的比例系数法分析

5.4.2第四系地下水水化学的成因

5.4.3白垩系地下水水化学的成因

第六章研究区地下水开采与劣质水体迁移关系分析

6.1地下水开采的数值模拟

6.1.1水文地质概念模型及数学描述

6.1.2地下水数值模型

6.1.3地下水开采方案预测

6.2劣质水体迁移预测

6.2.1质点迁移的设置

6.2.2开采井的地下水截获区预测

6.2.3劣质水体迁移预测

6.3劣质水体迁移的影响分析

6.3.1对研究区水质的影响

6.3.2对开采井水质的影响

6.3.3地下水监测的建议

结论

参考文献

致谢