天津滨海地区地下水咸化的水化学及锶同位素示踪研究

摘要

地下水是非常宝贵的水资源,尤其在干旱、半干旱气候地区,地下水是当地各项用水的最主要的来源。而由于过渡开采地下水而产生的地下水咸化,已经成为了世界性的环境问题。其危害可能导致居民饮水困难、土壤盐渍化、农作物无法正常生长等。本项目以天津滨海地区各层位地下水为主要研究对象,以锶同位素地球化学为主要手段,以地下水中的锶同位素、锶含量以及水化学特征的季节变化为主要研究内容,结合地下水的空间分布,研究地下水的迁移途径以及各海水、地表水、浅层地下水(咸水)、深层地下水(第Ⅱ—Ⅳ组承压淡水)之间的相互作用过程,揭示海水入侵过程、地下水咸化机理和地下水的循环途径,为沿海地区地下水的保护和管理提供科学依据。研究结果表明:87Sr/86Sr同位素变化范围在0.707627-0.710178之间,浓度变化范围在0.53-3.47gM,天津滨海地区深层地下水咸化主要是由于表层咸水入侵造成的,现代海水影响很小。从目前的研究来看,不同地质背景下的地下水具有不同的咸化诱因。通常在沿海地区对地下水咸化最大的威胁是海水入侵;干旱或半干旱地区蒸发蒸腾作用常常会导致地下水咸化;蒸发岩发育地区水岩相互作用是造成地下水咸化的最主要因素之一;而咸水层和淡水相互间隔的区域中,由于自然或人为活动的影响淡水层也可能会受到越流补给作用而咸化。在大部分地区,海水入侵、水岩相互作用、蒸腾蒸发作用、越流补给中的一种因素或几种因素同时作用对地下水咸化造成影响。本研究区域中,造成地下水咸化的主要原因是浅层地下咸水对深层地下淡水的补给作用,针对这一实限情况,我们提出了发展节水农业,污水回用,人工回灌等防治方案。

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究目标及内容

1.3 研究特色及创新点

第二章 研究现状及研究方案

2.1 地下水咸化现状

2.1.1 世界地下水咸化现状

2.1.2 我国地下水咸化现状

2.2 地下水咸化的机理

2.2.1 海水入侵作用

2.2.2 水岩相互作用

2.2.3 蒸发蒸腾作用

2.2.4 越流补给作用

2.2.5 人为影响

2.2.6 灌溉水反流

2.3 地下水及锶同位素示踪研究概况

2.4 研究区自然概况

2.5 研究方案

2.5.1 研究步骤

2.5.2 样品采集

2.5.3 分析测定

第三章 天津滨海地区水化学特征研究

3.1 天津滨海地区深层地下水的基本特征

3.2 地下水的季节变化研究

3.3 地下水的空间变化研究

3.4 海咸水入侵的水化学分析

3.5 滨海地区高氟地下水的成因分析

第四章 天津滨海地区及市区地下水中的Sr同位素研究

4.1 天津滨海地区地下水中的锶同位素研究

4.2 天津市及周围地区地下水的锶同位素研究

第五章 地下水咸化的防治研究

5.1 节约使用地下水资源

5.2 污水回用和充分利用咸水半咸水

5.3 调水储水和人工回灌

5.4 规范机井开采

第六章 结论及其他说明

6.1 结论

6.2 存在问题、建议及其他情况说明

参考文献

致谢