抚松县矿泉水补给条件与形成机理研究

发布时间：2017-08-13 16:42

  本文关键词：抚松县矿泉水补给条件与形成机理研究

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【摘要】：抚松县地处长白山自然保护区核心地带,是松花江的发源地,拥有储量丰富、品质优良的天然矿泉水资源,是我国少有的优质天然矿泉水资源集聚地。作为重要的矿泉水水源地,是否能够得到充足持续的补给是可持续发展的关键和首要。因此,研究天然矿泉水的补给条件及形成机理对该区矿泉水的可持续开发利用具有非常重要的理论和实际意义。本文在资料收集和野外调查的基础上,采用水文地质遥感解译技术对区域裂隙发育特征与富水性进行了分析;利用稳定同位素法计算了补给高程,分析了补给区域与补给来源;利用放射性同位素方法计算了地下水年龄,分析了地下水可更新能力。分别从降水、植被及人类活动三个方面分析了对矿泉水资源量的影响,采用连续小波与交叉小波分析法对降水量与泉流量的周期及其相关性进行了研究,借助支持向量机法预测了未来2年的降水量;利用三个缓冲带二十年间的植被资料分析了植被变化特征及其对水源涵养的作用;采用开采指数法评价了区内矿泉水资源量的开采潜力。最后,进行了研究区矿泉水水化学组分特征分析,利用PHREEQC软件,进行了矿泉水形成机理的模拟。研究结果如下:1、玄武岩在研究区内广泛分布,气孔发育良好,为矿泉水资源赋存提供了良好空间。遥感解译结果表明抚松县内断裂构造比较发育,以北东和北西向为主,近东西向次之,局部发育近南北向断裂,玄武岩周边的断裂构造影像清晰。2、稳定同位素氘、氧测试数据显示,研究区矿泉水主要补给来源为大气降水入渗补给,计算补给高程在1009~1505m之间,补给源位于抚松县的长白山自然保护区内、露水河镇的北部与东部、东岗镇及漫江镇的西南侧。利用放射性同位素氚的测试结果,计算出地下水的年龄在30~50年之间,这为水岩反应的充分进行和矿泉水的形成提供了时间保证。3、交叉小波分析结果表明降水量与泉流量具有正相关性,作为本区矿泉水的重要补给影响因素,出现降水极值的概率低,降水量未发生异常变化,且预测结果显示未来2年降水量高于多年降水均值,可为矿泉水资源提供充足补给。长白山地区茂盛的植被可为矿泉水资源提供充足的涵养条件。开采潜力指数表明,区内矿泉水资源开采较低,具有开采潜力。4、抚松县矿泉水水源地以淡水为主,水化学类型多样,偏硅酸在全区范围内基本上均达到《饮用天然矿泉水》(GB8537-1995)国家标准。反向水文地球化学模拟结果表明区内地下水实际反应较为复杂,不仅是水岩之间相互作用的结果,同时也受蒸发、降水等因素影响。矿泉水中的特征组分偏硅酸主要来源于玄武岩中钠长石与伊利石的溶解作用。
【关键词】：抚松县 矿泉水资源 补给来源 形成条件 同位素 小波 形成机理 PHREEQC
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P641.5
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 选题背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 矿泉水形成条件研究12-13
• 1.2.2 矿泉水形成机理研究13-14
• 1.3 研究内容与技术路线14-17
• 1.3.1 研究内容14-15
• 1.3.2 技术路线15-17
• 第2章 研究区概况17-26
• 2.1 自然地理概况17-20
• 2.1.1 地理位置17-18
• 2.1.2 气象水文18
• 2.1.3 地形地貌18-19
• 2.1.4 土壤与植被19-20
• 2.2 社会经济概况20-21
• 2.2.1 居民点及人口分布情况20
• 2.2.2 经济结构20-21
• 2.2.3 人均产值和经济发展趋势21
• 2.3 区域地质21-24
• 2.3.1 地层21-23
• 2.3.2 岩浆岩23-24
• 2.3.3 地质构造24
• 2.4 水文地质24-26
• 第3章 数据来源及研究方法26-35
• 3.1 数据来源26-28
• 3.2 研究方法28-35
• 3.2.1 皮尔逊Ⅲ型分布原理28-29
• 3.2.2 小波分析原理29-30
• 3.2.3 支持向量机原理30-32
• 3.2.4 反向质量平衡模拟原理32-35
• 第4章 矿泉水形成条件与补给来源分析35-54
• 4.1 矿泉水形成条件分析35-47
• 4.1.1 玄武岩分布特征35-36
• 4.1.2 地质构造发育特征36
• 4.1.3 裂隙发育特征及富水条件36-47
• 4.2 矿泉水补给来源与可更新能力分析47-53
• 4.2.1 大气降水中氢氧同位素组成47-48
• 4.2.2 矿泉水中氢氧同位素组成48
• 4.2.3 氢氧同位素分析矿泉水补给高程48-50
• 4.2.4 氚同位素分布特征及地下水可更新能力分析50-53
• 4.3 本章小结53-54
• 第5章 矿泉水资源量影响因素分析54-65
• 5.1 大气降水对矿泉水资源量的影响分析54-59
• 5.1.1 降水年际变化特征54-56
• 5.1.2 极值降水概率分布56-57
• 5.1.3 降水量及泉流量周期分析57-58
• 5.1.4 大气降水量与泉流量相关性分析58-59
• 5.1.5 降水量变化预测59
• 5.2 植被分布对矿泉水的影响59-63
• 5.2.1 植被类型特征59-60
• 5.2.2 植被演变规律60-62
• 5.2.3 植被演变对矿泉水补给的影响62-63
• 5.3 人类活动对矿泉水资源量的影响63-64
• 5.4 本章小结64-65
• 第6章 矿泉水水化学组分形成机理65-81
• 6.1 矿泉水水化学参数总体特征65-67
• 6.1.1 矿泉水水化学类型特征65-66
• 6.1.2 偏硅酸特征66-67
• 6.2 矿泉水水化学组分空间分布特征67-69
• 6.3 反向水文地球化学模拟69-80
• 6.3.1 反应路径确定69-70
• 6.3.2 模拟路径水化学变化特征70-73
• 6.3.3 约束变量与反应矿物相的确定73-74
• 6.3.4 模拟结果分析74-80
• 6.4 本章小结80-81
• 第7章 结论与建议81-83
• 7.1 结论81-82
• 7.2 建议82-83
• 参考文献83-90
• 作者简介及硕士期间所取得的科研成果90-92
• 致谢92

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本文编号：668327