【正文】 相關(guān)系數(shù)小于 0. 6）。從劉家嘴到水云鄉(xiāng)段，地下水經(jīng)冶里組灰?guī)r 區(qū)到第四系松散巖類區(qū)而被抽取使用，水中礦物溶解也發(fā)生了改變。氟含量變化應(yīng)歸因于巖土中的螢石。利用 PHREEQC 計算了紅泉村 劉家嘴 水云鄉(xiāng)三點(diǎn)水樣可能存在的礦物相的飽和指數(shù)（表 44）。 中國地質(zhì)大學(xué) (北京 )2020 屆本科畢業(yè)論文 16 表 43 樣品的水化學(xué)組分含量 (mg/l) 取樣點(diǎn) pH Ca2+ Mg2+ K+ Na+ Cl HCO3 CO32 SO42 F NH4+ NO3 紅泉村 7. 4 32. 3 40. 2 0. 72 0 4 240 0 29 0. 39 0. 03 1. 43 劉家嘴 8. 3 27. 9 46. 8 0. 76 0 6 233 8. 97 19. 1 0. 39 0. 06 5. 79 水云鄉(xiāng) 7. 4 46. 6 39. 9 2. 05 10. 4 21. 5 295 0 29 0. 33 0. 04 7. 22 飽和指數(shù)是確定水與礦物處于何種狀態(tài)的參數(shù)，以符號 “SI”表示。 PHREEQC 是近年來開發(fā)的描述局部平衡反應(yīng)、動態(tài)生物化學(xué)反應(yīng)的水文地球化學(xué)模 擬軟件，并能夠成功地進(jìn)行溶質(zhì)運(yùn)移情況下復(fù)雜水化學(xué)反應(yīng)模擬。通常情況下，地下水中的 HCOSO42 、 Cl和 TDS 從補(bǔ)給區(qū)到排泄區(qū)呈現(xiàn)增加的趨勢。SO4Cl 型，如圖 42 所示。 中國地質(zhì)大學(xué) (北京 )2020 屆本科畢業(yè)論文 15 4. 1. 2 地下水化學(xué)類型 調(diào)查區(qū)大部分采樣點(diǎn)水化學(xué)類型為 Ca 表 41 研究區(qū)地下水樣化學(xué)成分統(tǒng)計結(jié)果 （ 2020 年） 單位： mg/L 監(jiān)測項目 谷家莊 北石佛村 紅泉村 牌坊村 石片村 張家莊 中莊 金家井 平均值 TDS 216 188 231 255 256 209 221 252 288. 5 Ca2+ 51. 3 54. 51 47. 94 39. 92 49. 7 36. 07 38. 48 49. 7 45. 95 Mg2+ 9. 72 12. 64 12. 25 17. 99 11. 67 17. 5 17. 5 14. 59 14. 23 K++Na+ 24. 25 1. 75 26. 25 31. 25 24. 5 26. 25 18. 25 26. 75 22. 41 HCO3— 247. 13 204. 42 237. 37 210. 52 247. 13 241. 03 198. 93 236. 76 227. 91 Cl— 7. 09 8. 51 4. 25 4. 96 4. 61 10. 64 6. 03 7. 8 6. 73 SO42 3. 84 11. 53 21. 13 39. 96 11. 53 1. 92 12. 3 19. 21 15. 66 相比于 2020 年的數(shù)據(jù)， 2020 年各點(diǎn)的地下水化學(xué)指標(biāo)有所變化。 圖 41 研究區(qū)采樣點(diǎn)分布及模擬路徑 中國地質(zhì)大學(xué) (北京 )2020 屆本科畢業(yè)論文 14 如表表 41，可以看出各采樣點(diǎn) 2020 年地下水各化學(xué)指標(biāo)有如下規(guī)律。高錳酸鹽指數(shù)變化范圍為 mg/L，說明該地區(qū)有機(jī)污染程度很低。 中國地質(zhì)大學(xué) (北京 )2020 屆本科畢業(yè)論文 13 4. 地下水化學(xué)演化初步分析 4. 1 地下水化學(xué)特征 4. 1. 1 地下水化學(xué)結(jié)果分析 調(diào)查區(qū)北部共有采樣點(diǎn) 19 個 , 如圖 41 所示。它主要分布于松散的沉積層中，也存在于半膠結(jié)的碎 屑沉積巖中，最多賦存風(fēng)化較強(qiáng)烈的巖石中。排泄通道以散泉、工礦生活井開采等形式 (王新峰 等 ., 2020)。雨季時，沿其寬大溝谷形成的地表徑流可形成補(bǔ)給源。 由于雨量減少、蒸發(fā)蒸騰作用以及 近年來大量工礦企業(yè)進(jìn)駐淶源盆地周邊地區(qū)，盆地內(nèi)地下水開采量大幅增加，更加加劇了淶源盆地地下水資源的流失。 排泄方式主要有 形式排泄以及人工排泄。其中土質(zhì)含量約 30%，地下水排泄條件良好，為貧水區(qū)。 根據(jù)地下水補(bǔ)給、徑流和排泄的特征，淶源盆地地下水系統(tǒng)又可以分為兩個子系統(tǒng) （如圖 31） 。尤其定義可知地下水地貌是在一定的地貌、構(gòu)造等因素制約下，具有共同水溫地質(zhì)特征與演化規(guī)律的相對獨(dú)立的有機(jī)整體。 牌坊 馮村斷層。北牛欄村在上盤一側(cè)打機(jī)井一眼。斷層傾向?yàn)?145176。西北盤為上盤，主要出露霧迷山組三段（ Jxw3）白云巖、含燧石條帶白云巖；東南盤為下盤，主要出露青白口系硅質(zhì)角礫巖（ Qnbrb）與饅頭組（ ?12m）磚紅色泥巖、頁巖。斷層按其水文地質(zhì)特點(diǎn)可以分為富水?dāng)鄬印⒆杷當(dāng)鄬?、?dǎo)水?dāng)鄬印λ當(dāng)鄬雍蜔o水?dāng)鄬?。向斜由核部到兩翼地層除饅頭組泥巖、頁巖外均為透水巖層。 在調(diào)查區(qū)內(nèi)，有如下幾種蓄水構(gòu)造出現(xiàn)： 1 向斜蓄水構(gòu)造 向斜蓄水構(gòu)造 的透水巖層為儲水空間，透水層下分布的隔水層位隔水邊界。蓄水構(gòu)造即是能蓄積地下水的地質(zhì)構(gòu)造，一些地質(zhì)文獻(xiàn)中曾稱之為 “儲水構(gòu)造 ”。同時該地區(qū)第四紀(jì)地層也較為發(fā)育。該斷層構(gòu)成淶源盆地西北部的地下水阻水邊界，同時由于團(tuán)圓向斜寒武系頂部饅頭組頁巖隔水地層的存在，使淶源盆地西北部來自鳳凰山、老虎山的地下水無法對淶源盆地進(jìn)行補(bǔ)給。 淶源盆地內(nèi)張扭性斷層、扭性斷層 對基巖地下水也起著補(bǔ)給通道的作用。該斷層將淶源盆地分割成南北兩個地下水系統(tǒng)。兩組斷層對盆地的邊界起到了重要的控制作用。如斜山村的泉水則出露于斷層角礫巖層，雨季實(shí)測流量達(dá)到 172. 8 m3/d。如馬圈溝門村村東泉水原為該村主要水源，現(xiàn)流量僅有約14 m3/d，該泉水已無法使用；水石塘村過去作為水源的泉水已基本干涸。 淶源盆地四周基巖山區(qū)，在地貌控制影響的情況下，有泉溢出。根據(jù)調(diào)查，北海泉在 1958 年人工開挖后，形成兩個出水點(diǎn)，一個位于文興塔東沖溝內(nèi)，一個在文興塔南側(cè)。此處形成拒馬泉群景觀 (張海波 等 ., 2020)。根據(jù)以往調(diào)查資料，淶源盆地中心幾個較大的泉均為受基巖控制的沖洪積扇地下水上升泉。北盆地地下水由北、西北、西向旗山至北海泉一帶匯流，地下水水平運(yùn)動較緩慢；盆地南部地下水基本上是自南向北流，地下水水平運(yùn)動速度較快。 除了大氣降水直接入滲補(bǔ)給和盆地周邊基巖裂隙水補(bǔ)給外，淶源盆地主要靠盆地周邊各沖溝洪水補(bǔ)給。 灰色中厚層鮞?；?guī)r薄層或薄板狀泥晶灰?guī)r灰色中厚層白云巖、粗晶白云巖紫紅色、磚紅色頁巖、泥巖灰色薄層或薄板狀泥晶灰?guī)r灰色薄層至巨厚層泥晶灰?guī)r組成灰色中厚層含燧石結(jié)核灰?guī)r灰色厚層泥晶灰?guī)r、白云化泥晶灰?guī)r灰色、褐灰色礫巖、砂質(zhì)礫巖中下統(tǒng)上統(tǒng)下統(tǒng)震旦系元古界霧迷山組（ J x w ）饅頭組（ ?12m ）張夏組（ ?2z ）崮山組（ ?3g ）炒米店組（ ? o ? ）冶里組（ O1y ）亮甲山組（ O1l ）中統(tǒng)馬家溝組（ O2m ）寒武系奧陶系949124116土城子組（ J2tc h ）中統(tǒng)侏羅系古生界中生界界 系 統(tǒng) 組 巖性 厚度（ m ） 巖性描述 （? 0?） (?3g) (?2z) (?12m) 中國地質(zhì)大學(xué) (北京 )2020 屆本科畢業(yè)論文 7 圖 22 淶源盆地北部層序地層 圖 23 淶源盆地地區(qū)斷層示意圖 （? 0?） (?3g) (?2z) (?12m) 中國地質(zhì)大學(xué) (北京 )2020 屆本科畢業(yè)論文 8 3. 地下水系統(tǒng)的劃分 3. 1 調(diào)查區(qū)水文地質(zhì)條件 調(diào)查區(qū)內(nèi)主要地貌類型為中高山，海拔在 7002100m 之間，溝谷縱橫，地表水與地下水交替現(xiàn)象普遍。次級滑動面上發(fā)育硅化鏡面、擦痕線理、階步，結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)為張性。 （ 5）南北向斷裂。斷裂。該組斷裂傾向北東，傾角 6070176。 這組斷層另外有寨溝門 坡水?dāng)鄬?、沙嶺 寨溝門斷層等。構(gòu)成淶源盆地西北部的地下水阻水邊界。調(diào)查區(qū)內(nèi)這幾條斷層控制了淶源南北兩個盆地的南部邊界。主要有以下 2 個斷層： （ 1）北東 70176。南東翼產(chǎn)狀較緩，傾角一般在 10—20176。主要的褶皺構(gòu)造如下： 團(tuán)圓向斜：該向斜出露于調(diào) 查區(qū)北部的紅泉 —牙庭一帶，呈北東 40176。 2. 2 地質(zhì)條件 調(diào)查區(qū)內(nèi)北部為沉積巖出露區(qū)，南部為變質(zhì)巖出露區(qū)，并有火成巖脈出露。多年平均輸沙量 96. 9 萬噸。 中國地質(zhì)大學(xué) (北京 )2020 屆本科畢業(yè)論文 5 淶源縣主要有拒馬河和唐河兩大河流，均屬于大清河水系，總長度 79. 65km，總流量 19. 24m3/s。多年平均日照 2690. 4 小時，無霜期 120180 天。冬季寒冷干燥，盛行西北風(fēng)；夏季涼爽濕潤，盛行東南風(fēng)；春季干燥多風(fēng)，秋季涼爽少雨。24′9″，南北長約 59km，東西長約 36km。 調(diào)查區(qū)位于淶源縣西部 （圖 21） ，區(qū)內(nèi)包括淶源鎮(zhèn)、留家莊鄉(xiāng)、水堡鎮(zhèn)、走馬驛鎮(zhèn)、南馬莊鄉(xiāng)、白石山鎮(zhèn)以及上莊鄉(xiāng)的一部分，總面積 1200 km2，占淶源縣面積的 50%，地理坐標(biāo)為東經(jīng) 114176。01′~39176。東鄰淶水、易縣，南接唐縣、順平、阜平，西界山西省靈丘縣，北與河北蔚縣相連，淶源縣位于河北省保定地區(qū)西北部，太行山北端。 通過收集與分析氣象、水 文、地質(zhì)與水文地質(zhì)資料，討論研究區(qū)地下水補(bǔ)給、徑流和排泄條件。由于地下水水質(zhì)與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展、居民生活緊密相關(guān)，因此 對地下水化學(xué)成分的調(diào)查和研究具有重要意義。水資源問題已經(jīng)嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、社會的可持續(xù)發(fā)展。李義連等通過分析娘子關(guān)泉域巖溶水 的水文地質(zhì)條件、巖溶發(fā)育規(guī)律以及水文地球化學(xué)特征，并用 PHREEQC 模擬該區(qū)可能的化學(xué)條件及相應(yīng)條件下的礦物溶解狀態(tài)，推測出地下水與其溶解礦物所處極限狀態(tài)應(yīng)為飽和狀態(tài)，而實(shí)際應(yīng)處于非飽和狀態(tài)，若計算為過飽和狀態(tài)，則應(yīng)可能是分析數(shù)據(jù)錯誤所致 (李義連 等 ., 2020)；郭永海、沈照理等運(yùn)用質(zhì)量平衡模型研究河北平原從山前到濱海整個水流路徑上所發(fā)生的水文地球化學(xué)作用以及水巖間質(zhì)量交換 (郭永海 等 ., 1997)；王焰新等利用質(zhì)量平衡反應(yīng)模型，模擬山西柳林泉域巖溶地下水系統(tǒng)中的水一巖相互作用 (王焰新 等 ., 2020)；王廣才等應(yīng)用隨機(jī)水文地球化學(xué)模擬方法，對平頂山礦區(qū)地下水系統(tǒng)中水一巖反應(yīng)狀態(tài)進(jìn)行了隨機(jī)水文地球化學(xué)模擬和評價 (王廣才 等 ., 2020)。其中，我國在運(yùn)用模型研究水一巖相互作用的研究成果最多，例如：王珍巖 (2020)等運(yùn)用反向地球化學(xué)模擬理論證明渤海萊州灣南岸第四紀(jì)地下鹵水是由古海水經(jīng)強(qiáng)烈蒸 發(fā)濃縮后被沉積物埋藏，并在賦存過程中發(fā)生水一巖相互作用，使地下水出現(xiàn)方解石、石膏及 CO2氣體的過飽和析出，并伴隨與沉積物的多項陽離子交換反應(yīng) (王珍巖 等 ., 2020)；阿里木 一般是在野外調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過室內(nèi)的物理模擬試驗(yàn)恢復(fù)實(shí)際水巖反應(yīng)系統(tǒng)中化學(xué)組分的遷移和轉(zhuǎn)化，通過改變模擬條件實(shí)現(xiàn)一系列特定條件下的水巖反應(yīng)，并由此分析水化學(xué)組分實(shí)際條件下的成因機(jī)理。 國內(nèi)外對水體化學(xué)演化的研究方法和手段概括起來有三種： 1）野外調(diào)查通過野外調(diào)查可以認(rèn)識化學(xué)組分的時空變化特征，水巖介質(zhì)特征，地球化學(xué)條件，水動力條件，并從理論上對組分的形成做出推斷。人們最初將介質(zhì)概化為含水層與隔水層，并認(rèn)為隔水層是絕對不透水的，含水層是地下水的基本功能單元。新構(gòu)造找水是在局部構(gòu)造上，利用新構(gòu)造控水理論及相應(yīng)的徑跡探測裂隙水的方法，可以確定最佳井位和最 佳取水深度，在一系列嚴(yán)重缺水地區(qū)和地質(zhì)條件復(fù)雜的基巖山區(qū)，找到了地下水，取得了巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益。目前，國內(nèi)外關(guān)于松散層孔隙水的研究程度較深，主要研究趨勢己由資源勘查轉(zhuǎn)為水質(zhì)管理、環(huán)境影響評價等方向。在應(yīng)用地下水流動系統(tǒng)理論過程中，人們發(fā)現(xiàn)該理論在許多方面還有待進(jìn)一步完善，如地下水流 動系統(tǒng)的水動力學(xué)特征、年齡分布及其影響因素的認(rèn)識不夠深入，不同級次地下水流動系統(tǒng)的精確劃分還缺少既完善又簡便的方案。地下 水流動系統(tǒng)理論揭示了地下水各個部分的內(nèi)在聯(lián)系，在水文地質(zhì)、石油和礦產(chǎn)勘探、地?zé)衢_采、核廢料處置、生態(tài)水文以及環(huán)境保護(hù)等一系列地學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 盆地地下水研究可以追溯到上個世紀(jì) 40 年代。 新中國成立以來，我國先后完成了全國 1: 100 萬、 1： 50 萬比例尺的水文地質(zhì)普查， 1: 20 萬區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查，對全國的水文地質(zhì)條件有了初步認(rèn)識，但其調(diào)查的廣度和深度較為局限 (韓再生等， 2020)。隨著社會發(fā)展和工農(nóng)業(yè)用水增加，地下水資源的開發(fā)利用規(guī)模也口益加大，引發(fā)了一系列地質(zhì)環(huán)境問題，如區(qū)域性地下水位下降、地面沉降、以及土壤和生態(tài)系統(tǒng)退化等，危及供水安全、糧食安全和重大工程安全。淶源氣候宜人，屬暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，山地氣候特點(diǎn)顯著，年最高平均氣溫 21. 8 ℃ （ 7 月）。東北距北京 160 km，東距天津 210 km，東南距保定 89 km。 徑流條件 與巖性構(gòu)造是 影響 該區(qū)的地下水水化學(xué)成分的主要 原 因。根據(jù)資料，本文將淶源盆地地下水系統(tǒng)分為兩個亞系統(tǒng)，分別為孔隙水含水系統(tǒng)和裂隙水含水系統(tǒng)。 新構(gòu)造以導(dǎo)水為主，老構(gòu)造以阻水為主。通過對淶源盆地內(nèi)地下水系統(tǒng)的劃分，可以更