皖北地下水源地水环境地球化学特征研究

发布时间：2017-06-30 06:21

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【摘要】：本文依托四部委《全国地下水基础状况调查评估》项目,综合应用水文地球化学、水文地质学、同位素水化学的理论与方法,全面系统的研究了皖北地下水源地水化学特征,评价了地下水质量,明确了地下水水化学成分演化规律,揭示了地下水与环境的相互作用机制,验证了地下水补给来源,为地下水资源的合理开发利用和保护提供了科学依据。主要结论如下：1.运用数理统计方法分别对集中式水源地和分散式水源地常规水化学组分进行了对比分析,分散式水源地水化学组分变异系数较大,表明其水文化学性质在空间上变异性大,受外界环境因素的影响程度较大。2.集中式水源地地下水中TDS含量自西北向东南逐渐增大,水质基本为适合人类开发利用的淡水。分散式水源地TDS含量差异显著,与采样点位置密切相关,反映了人类活动对地下水的影响。集中式水源地水化学类型单一,分散式水源地水化学类型复杂。地下水中的氟含量来源为地质因素,“三氮”来源于人类活动。3.分别对皖北地下水源地的水环境质量开展了水质、污染现状和健康风险评价。单因子评价显示影响皖北地下水源地水质的指标主要为SO42-、C1-、Mn、F-、 TDS、总硬度、S042-、NO3-、N02-、NH4+,超标原因是由于地质原因和人类活动造成的,综合评价显示集中式水源地水质总体较好且优于分散式水源地。分散式水源地污染较为严重,主要是人类活动造成的。重金属健康风险评价显示总风险基本由致癌风险组成,部分水源地等级为“中-高风险”。4.分别运用Gibbs图、相关性分析、离子比值法和同位素技术揭示了皖北水源地地下水水化学组分的形成机制。皖北地区大气降水的补给是地下水的主要补给源,水化学组分的形成机制以岩石风化和蒸发浓缩作用为主,水化学组分来源于岩盐溶滤作用和人类活动。分散式水源地受蒸发作用较为强烈,受人类活动影响程度较大。5.影响和决定研究区地下水水化学成分形成及演化规律的因素主要包括：水-岩相互作用、人类活动和土壤易溶盐含量。地下水的不合理开采、随意排放污染物等人类活动会导致地下水中TDS含量增大,污染物浓度升高。
【关键词】：水源地 地下水 化学特征 质量评价 同位素
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P641.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-21
• 1 绪论21-33
• 1.1 研究背景及意义21-22
• 1.2 国内外研究现状22-29
• 1.2.1 国外研究现状22-25
• 1.2.2 国内研究现状25-29
• 1.3 研究内容、技术路线及主要工作量29-32
• 1.3.1 研究内容29-30
• 1.3.2 研究思路和技术路线30-31
• 1.3.3 主要工作量31-32
• 1.4 小结32-33
• 2 样品采集与分析测试33-51
• 2.1 研究区概况33-39
• 2.1.1 自然地理33-35
• 2.1.2 地下水含水系统特征35-39
• 2.2 样品采集方法39-44
• 2.2.1 采样点布设39-40
• 2.2.2 样品采集40-42
• 2.2.3 样品的运输与保存42-44
• 2.3 测试项目及测试方法44-49
• 2.3.1 现场测试项目45-47
• 2.3.2 室内测试项目47-49
• 2.4 质量控制49-50
• 2.5 小结50-51
• 3 水化学特征分布规律研究51-75
• 3.1 水化学成分的空间分布特征51-60
• 3.1.1 数理统计方法分析51-52
• 3.1.2 TDS和水化学类型的空间变化特征52-54
• 3.1.3 主要水化学组分分布特征54-58
• 3.1.4 地下水TDS与常规离子相关性分析58-60
• 3.2 氟的水文地球化学特征60-66
• 3.2.1 氟的空间分布特征60-62
• 3.2.2 氟的分布影响因素62-65
• 3.2.3 氟的安全风险评价65-66
• 3.3 “三氮”的分布特征及影响因素研究66-73
• 3.3.1 “三氮”的来源及相互转化机理67
• 3.3.2 “三氮”的空间分布特征67-71
• 3.3.3 “三氮”的分布影响因素71-73
• 3.4 小结73-75
• 4 地下水环境质量评价研究75-110
• 4.1 地下水质量评价75-91
• 4.1.1 地下水质量标准和水质分类指标75-76
• 4.1.2 单因子评价76-78
• 4.1.3 综合评价78-86
• 4.1.4 地下水水质评价结果分析86-89
• 4.1.5 地下水超标因子原因分析89-91
• 4.2 地下水污染现状评价91-97
• 4.2.1 单项污染评价91-95
• 4.2.2 综合污染指数法95-97
• 4.3 地下水健康风险评价97-108
• 4.3.1 地下水健康风险评价的定义97-98
• 4.3.2 评价模型98-101
• 4.3.3 评价结果与讨论101-107
• 4.3.4 不确定性分析107-108
• 4.4 小结108-110
• 5 地下水化学组分形成机制110-128
• 5.1 水化学成分特征演化成因分析110-119
• 5.1.1 Gibbs地下水化学形成机制110-111
• 5.1.2 地下水中离子来源的相关性分析111-114
• 5.1.3 离子比例系数分析114-118
• 5.1.4 因子分析118-119
• 5.2 地下水水化学的形成作用119-121
• 5.2.1 溶滤作用119-120
• 5.2.2 阳离子交换吸附作用120-121
• 5.2.3 蒸发浓缩作用121
• 5.3 人类活动的影响121-122
• 5.3.1 地下水开采121-122
• 5.3.2 生产与生活中污水随意排放122
• 5.4 氢氧稳定同位素在水循环中的应用122-123
• 5.4.1 同位素~(18)O和~2H在大气降水中的应用122-123
• 5.4.2 同位素~(18)O和~2H在地下水循环中的应用123
• 5.5 研究区地下水中~(18)O和~2H分布特征123-125
• 5.5.1 研究区地表水中~(18)O和~2H的特征123-124
• 5.5.2 研究区水源地地下水中~(18)O和~2H的分布特征和补给源124-125
• 5.6 地下水~2H和~(18)O和拟合线斜率和氘盈余及其环境意义125-126
• 5.7 小结126-128
• 6 结论128-131
• 6.1 主要结论128-130
• 6.2 创新点130
• 6.3 水源地管理对策和建议130-131
• 参考文献131-145
• 致谢145-146
• 作者简介及读研期间主要科研成果146-147

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：500915