【正文】 吐爾遜 ,2020,壩基巖 水化學(xué)作用的水文 地球化學(xué)模擬 :大壩與安全 ,+15. [2]巴特爾 ,陳登齊 ,劉忠貴 ,2020,裸露型巖溶石山地區(qū)典型儲(chǔ)水構(gòu)造地下水開發(fā)利用 —— 貴州卡羅背斜地下水開發(fā)利用 : 貴州地質(zhì) ,. [3]陳宗宇 ,1998,天津市塘沽低溫?zé)醿?chǔ)回灌的水 巖相互作用地球化學(xué)模擬 :地球科學(xué) ,. [4]竇妍 ,2020,鹽池地區(qū)地下水化學(xué)成分演化規(guī)律研究 [碩士 thesis],長(zhǎng)安大學(xué) . [5]郭永海 ,沈照理 ,鐘佐燊 ,1997,河北平原地下水化學(xué)環(huán)境演化的地球化學(xué)模擬 :中國(guó)科學(xué) (D 輯 :地球科學(xué) ),. [6]蔣小偉 ,2020,盆地含水系統(tǒng)與地下水流動(dòng)系統(tǒng)特征 [博士 thesis],中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京） . [7]李義連 ,王焰新 ,周來(lái)茹 ,高紅波 ,張江華 ,2020,地下水礦物飽和度的水文地球化學(xué) 模擬分析 —— 以娘子關(guān)泉域巖溶水為例 : 地質(zhì)科技情報(bào) ,. [8]王廣才 ,陶澍 ,沈照理 ,鐘佐燊 ,2020,平頂山礦區(qū)巖溶水系統(tǒng)水 巖相互作用的隨機(jī)水文地球化學(xué)模擬 : 水文地質(zhì)工程地質(zhì) ,. [9]王。 感謝中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），感謝水資源與環(huán)境學(xué)院，你們?yōu)槲覄?chuàng)造并提供了如此優(yōu)越的學(xué)習(xí)環(huán)境，使我度過這段美好的大學(xué)生活。 感謝我的親人，在你們的支持和呵護(hù)下是我能進(jìn)入地質(zhì)大學(xué)，并且順利完成學(xué)業(yè)，是我精神的支柱。 這篇論文是我本科四年的總結(jié)和積累，在此呈現(xiàn)。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué) (北京 )2020 屆本科畢業(yè)論文 19 致 謝 轉(zhuǎn)眼間大學(xué)四年的生活即將結(jié)束，回想起來(lái)大學(xué)生活是那樣的美好 ，在某些程度上自己任然沒有充分利用好這四年的時(shí)間， “學(xué)海無(wú)涯 ”，等到結(jié)束的時(shí)候才能發(fā)覺自己的渺小，還有好多東西沒有學(xué)到、領(lǐng)悟，但畢竟大學(xué)四年使我在生活上，學(xué)習(xí)上，思想上有了質(zhì)的飛躍。 關(guān)閉自備井，規(guī)劃新的水源地，對(duì)工業(yè)區(qū)進(jìn)行規(guī)劃。對(duì)已有開采項(xiàng)目，要限量開采。在此提出幾點(diǎn)建議： 建立完善的水位、水質(zhì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)。 將 2020 年與 2020 年的水質(zhì)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)在調(diào)查區(qū)內(nèi)地下水的 TDS、 Mg2+、 HCOSO42離 子的濃度有所升高，而 Ca2+、 K++Na+和 Cl離子的濃度有所降低。地質(zhì)構(gòu)造控制著地下水流場(chǎng)；含水層巖性控制著參與水 巖反應(yīng)的礦物。二者之間存在著水力聯(lián)系，能夠進(jìn)行相互補(bǔ)給。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué) (北京 )2020 屆本科畢業(yè)論文 18 5. 結(jié)論 與建議 結(jié)論 淶源盆地本身就是一個(gè)較為封閉 的地下水系統(tǒng)。氮元素主要是通過農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)入地下水環(huán)境中。 表 45 由 PHREEQC 模擬計(jì)算的礦物溶解和沉淀量 礦物名稱 分子式 礦物溶解（ +）和沉淀（ ）（ mol/l） 紅泉村 → 劉家嘴 劉家嘴 → 水云鄉(xiāng) 石膏 (Gypsum) CaSO4:2H2O 7. 56E05 1. 03E04 黑云母 (Biotite) KMg3AlSi3O10(OH)2 1. 03E06 3. 30E05 螢石 (Fluorite) CaF2 7. 35E10 1. 58E06 CO2(g) CO2 4. 33E03 5. 58E03 方解石 (Calcite) CaCO3 1. 24E04 7. 81E04 白云石 (Dolomite) CaMg(CO3)2 8. 56E05 1. 25E04 斜長(zhǎng)石 (Plagioclase) Na0. 62Ca0. 38Al1. 38Si2. 62O8 3. 27E06 1. 05E04 鈣 蒙脫石 (CaMontmorillon) Ca0. 165Al2. 33Si3. 67O10(OH)2 1. 50E06 4. 82E05 NaX NaX 2. 03E06 5. 18E04 CaX2 CaX2 1. 01E06 2. 59E04 因此認(rèn)為影響研究區(qū)地下水水質(zhì)演化的因素主要有兩個(gè)：研究區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造和含水層巖性。利用 PHREEQC 對(duì)部分取樣點(diǎn)水化學(xué)組分存在形式的計(jì)算表明：本區(qū)氟主要以 F形式存在，占氟含量的 90%以上，還以 MgF+、 CaF+、 NaF 等形式存在。但在龍門與張家莊地下水鹽度很高，出現(xiàn)了 F的富集。在堿性和高鹽度條件下，氟從含氟巖石礦物中溶出的強(qiáng)度增加。 同時(shí)，通過已有的測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)， F在調(diào)查區(qū)出現(xiàn)富集，與 Na+、 K+、 Cl 、 SO42有很好的正相關(guān)性（相關(guān)系數(shù)大于 0. 9），與 Ca2+、 Mg2+、 HCO3呈負(fù)相關(guān)（相關(guān)系數(shù)小于 0. 6）。方解石的溶解使得 Ca2+濃度升高。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。紅泉村到劉家嘴含水層為冶里組灰?guī)r，地下水系統(tǒng)相對(duì)封閉。氟含量變化應(yīng)歸因于巖土中的螢石。方解石、文石和白云石處于接近飽和和過飽和狀態(tài)。利用 PHREEQC 計(jì)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）。 SI0 表示水溶液中該種礦物處于不飽和狀態(tài)， SI0 表示礦物為過飽和狀態(tài)， SI=0表示礦物在水溶液中處于平和狀態(tài)。 中國(guó)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(hào) “SI”表示。模擬路徑為淶源北部地區(qū)的紅泉村 劉家嘴 水云鄉(xiāng)，所選樣品為補(bǔ)給區(qū)到排泄區(qū)的代表樣品 (表 43)。 PHREEQC 是近年來(lái)開發(fā)的描述局部平衡反應(yīng)、動(dòng)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。南部地區(qū)則以基巖裂隙水為主，各水質(zhì)指標(biāo)沒有明顯的變化規(guī)律。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(shì)。淶源北部地區(qū)大部分取樣點(diǎn) Mg2+含量高于 Ca2+含量， Na+、 K+ 含量都很低。SO4Cl 型，如圖 42 所示。MgHCO3 中國(guó)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而游離 CO2 均由原來(lái)的 0mg/L 增加到相應(yīng)值，其中谷家莊的游離 CO2 值變化最大，為 7. 26mg/L。 表 41 研究區(qū)地下水樣化學(xué)成分統(tǒng)計(jì)結(jié)果 （ 2020 年） 單位： mg/L 監(jiān)測(cè)項(xiàng)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。而游離 CO2均在檢出限以下。 圖 41 研究區(qū)采樣點(diǎn)分布及模擬路徑 中國(guó)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。 F濃度整體很低，但存在局部（龍門、張家莊）增大的現(xiàn)象。高錳酸鹽指數(shù)變化范圍為 mg/L，說(shuō)明該地區(qū)有機(jī)污染程度很低。 分析結(jié)果表明： （ 1）淶源地區(qū)地下水 pH 值變化范圍為 ，屬于中性偏弱堿性水。 中國(guó)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(gè) , 如圖 41 所示。在雨季時(shí)，基巖地區(qū)的風(fēng)化裂隙地下水排泄量增加，從而形成地表徑流，也可以對(duì)盆地內(nèi)孔隙地下水進(jìn)行補(bǔ)給。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。同時(shí)，風(fēng)化裂隙帶中的地下水受到大氣降水補(bǔ)給，其中一部分向溝谷中排泄后形成地表徑流，也可向盆地內(nèi)松散孔隙含水層進(jìn)行補(bǔ)給。排泄通道以散泉、工礦生活井開采等形式 (王新峰 等 ., 2020)。南盆地地下水的補(bǔ)給來(lái)源有大氣降水、基巖裂隙水側(cè)向徑流、地表水體下滲及南部導(dǎo)水?dāng)鄬拥妮斎?。雨季時(shí)，沿其寬大溝谷形成的地表徑流可形成補(bǔ)給源。該裂隙水系統(tǒng)按照裂隙成因分為風(fēng)化裂隙水系統(tǒng)與構(gòu)造裂隙水系統(tǒng)。 由于雨量減少、蒸發(fā)蒸騰作用以及 近年來(lái)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。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。 排泄方式主要有 形式排泄以及人工排泄。 孔隙水系統(tǒng)地下水的補(bǔ)給來(lái)源主要有 渠道入滲補(bǔ)給和坑塘入滲補(bǔ)給。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)資料，北盆地第四系厚度 100200m，第三系厚度 100500m，分布于拒馬河和菜村崗兩岸及壟崗丘陵溝谷中的 第四系砂礫石、卵石孔隙潛水的富水性較好。 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(gè)子系統(tǒng) （如圖 31） 。但當(dāng)研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、含水層埋葬深、地下水天然露頭較少、地下水成分復(fù)雜時(shí)，僅僅使用傳統(tǒng)的方法來(lái)研究地下水的系統(tǒng)性具有一定的難度 (肖維 和 許模 , 2020)。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(duì)獨(dú)立的有機(jī)整體。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué) (北京 )2020 屆本科畢業(yè)論文 11 3. 2 地下水含水系統(tǒng)的劃分 目前對(duì)于 “地下水系統(tǒng) ”缺乏一個(gè)明確、公認(rèn)的的定義。 牌坊 馮村斷層。該機(jī)井自 2020 年成井以來(lái)水量較為穩(wěn)定，約 240m3/d。北牛欄村在上盤一側(cè)打機(jī)井一眼。上盤巖層脆性較下盤巖層大，在斷層斷裂影響下，上盤破碎較下盤嚴(yán)重。斷層傾向?yàn)?145176。據(jù)調(diào)查陳家莊以東出露的泉水就是來(lái)自于該蓄水構(gòu)造，流量約 20m3/d。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(yè)巖。調(diào)查區(qū)內(nèi)以如下幾個(gè)斷層蓄水構(gòu)造為典型： 北牛欄 陳家莊斷層陳家莊段。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?、?chǔ)水?dāng)鄬雍蜔o(wú)水?dāng)鄬印Ｎ挥谙蛐焙瞬康钠滤?，機(jī)井開采量達(dá)到960m3/d。向斜由核部到兩翼地層除饅頭組泥巖、頁(yè)巖外均為透水巖層。 調(diào)查區(qū)中出露的最主要的向斜構(gòu)造為團(tuán)圓向斜。 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(chǔ)水空間，透水層下分布的隔水層位隔水邊界。蓄水構(gòu)造的分類主要依據(jù)以下幾點(diǎn) : （ 1）蓄水條件的差異性； （ 2）地下水埋藏、分布的差異性； （ 3）在基巖找水以及礦床水文地質(zhì)方面的實(shí)用價(jià)值。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(chǔ)水構(gòu)造 ”。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué) (北京 )2020 屆本科畢業(yè)論文 10 3. 1. 3 地質(zhì)構(gòu)造對(duì)地下水富集的影響 地質(zhì)構(gòu)造對(duì)地下水的控制作用表現(xiàn)在匯水、導(dǎo)水、阻水和蓄水等方面。同時(shí)該地區(qū)第四紀(jì)地層也較為發(fā)育。如四 角臺(tái)西北出露的泉水，揭露的含水層即是霧迷山組白云巖。該斷層構(gòu)成淶源盆地西北部的地下水阻水邊界，同時(shí)由于團(tuán)圓向斜寒武系頂部饅頭組頁(yè)巖隔水地層的存在，使淶源盆地西北部來(lái)自鳳凰山、老虎山的地下水無(wú)法對(duì)淶源盆地進(jìn)行補(bǔ)給。斷層傾向西北，傾角 7080176。 淶源盆地內(nèi)張扭性斷層、扭性斷層 對(duì)基巖地下水也起著補(bǔ)給通道的作用。這些泉水溢出地表除了受地形低洼、地下水水力坡度變緩的影響外，主要受到牌坊 馮村斷層的阻水作用，阻礙了南部基巖地下水向盆地排泄，其北部由于一系列壓扭性阻水?dāng)鄬雍蛨F(tuán)圓向斜寒武系頂部頁(yè)巖隔水層的存在，阻擋了北