中国北方干旱半干旱区典型储水盆地地下水循环模式与水-岩作用研究——以太原盆地为例

摘要

本文立足于水文地质与岩土工程领域的前沿性科学问题，以太原盆地为例，系统开展干旱区盆地尺度地下水循环模式与水-岩作用的课题研究，共取得如下几个方面主要成果与认识： 1．系统提出盆地尺度地下水循环模式框架体系，即把盆地水文地质结构特征，地下水形成类型，多元水转化关系，地下水流动模式，地下水更新能力作为盆地地下水循环过程描述和评价的主要内容。在地下水循环研究理论方面实现了新的创新与突破。 2．通过建立多条水化学同位素剖面，集成应用水化学统计、水文地球化学模型和环境同位素特征分析与测年技术，并创立了微量元素示踪分析方法，对盆地地下水循环演化特征及水-岩作用机理从定性、定量两个方面展开研究。在研究技术方法上具有一定的创新性。 3．提出了盆地孔隙水三种成因类型：浅层现代水，为现代大气降水利地表水补给形成，补给年龄在3～60a之间：深层古水，为核爆以前补给形成，或第四系冰期补给形成的地下水，形成年龄在13000～21000a之间：混合水，是深层古水与浅层现代水混合形成，平均形成年龄在10～300a．之间。 4．研究了盆地多元水(孔隙水与周边岩溶水、砂岩裂隙水)的定量转化关系：太原市区以北地区岩溶水补给量占盆地孔隙水总补给量的30％以上；盆地东侧大部分地区以裂隙水补给为主，其中文水东南至平遥一带裂隙水补给量较高，占总补给量的60％以上。 5．揭示了盆地地下水更新性变化规律：一是随着地下水埋深的加大，地下水更新能力逐渐变弱；二是盆地北部地下水更新能力较强，而自太原小店区向南盆地地下水更新能力逐渐变差；三是盆地边缘靠近基岩山区的区域地下水的更新能力较强，越向盆地中心地下水的更新能力越差。 6．发现了盆地浅层高氟水形成的两种水-岩作用机制：F-离子浓度1-2mg/1的高氟水主要与浅层地下水的蒸发浓缩效应有关；F-离子浓度大于2mg/1的高氟水主要由地下水对含氟矿物与盐分的溶解所致。

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

第一节研究目的与意义

第二节国内外研究现状与存在问题

第三节研究工作的技术路线与创新之处

第二章盆地水环境总体特征

第一节自然地理与社会经济概况

第二节盆地水文地质结构

第三节盆地水资源系统构成

第四节盆地孔隙水动力场特征

第三章盆地地下水水化学场特征与水-岩作用模拟

第一节盆地多元水(地表水、盆地孔隙水、周边基岩水)水化学特征

第二节盆地地下水几种水化学演化机制

第三节盆地浅层高氟水形成机制与分布特征

第四节盆地地下水形成演化的水-岩作用模拟

第四章盆地地下水环境同位素技术方法应用

第一节地下水同位素空间分布特征及其相应径流模式

第二节盆地多元水起源形成机制的同位素特征分析

第三节地下水蒸发浓缩效应的同位素特征分析

第四节地下水环境同位素测年分析

第五章盆地地下水系统转化关系与更新性分析

第一节盆地大气降水补给量估算

第二节盆地地下水、地表水、大气降水转化关系

第三节盆地孔隙水与周边岩溶水、裂隙水转化关系

第四节盆地地下水更新能力评价

第六章结论与建议

参考文献

致谢

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