本文關(guān)鍵詞：四川盆地南緣典型紅層山區(qū)水文地球化學特征及水質(zhì)評價

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【摘要】：紅層廣泛分布于我國西南地區(qū),以四川紅層盆地最為典型。近年來,位于盆緣的紅層山區(qū)在生態(tài)旅游的推動下,受到越來越多的關(guān)注,人類活動對其的影響也隨之增加。在了解紅層山區(qū)水質(zhì)特征的基礎(chǔ)上,如何合理開發(fā)利用和保護紅層山區(qū)水資源成為亟待解決的問題。文章結(jié)合區(qū)域水文地質(zhì)背景,從水文地球化學角度出發(fā),研究了紅層山區(qū)地表水及地下水的水化學特征以及水化學時空變化規(guī)律,并運用主成分分析法對其水質(zhì)進行分析與評價,以掌握紅層山區(qū)水質(zhì)特點及影響水質(zhì)變化的原因。本文以四川盆地南緣紅層山區(qū)為研究對象,選取黔渝交界的習水—江津紅層山區(qū)為典型區(qū)域,以一個完整水文年為尺度,對研究區(qū)地下水及地表水進行系統(tǒng)采樣,主要采用野外監(jiān)測手段、室內(nèi)實驗分析、數(shù)理分析等方法,系統(tǒng)分析了研究區(qū)地表水及地下水的水文地球化學特征、時空變化規(guī)律及水質(zhì)特點。初步得到以下主要結(jié)果:(1)研究區(qū)各水體水化學類型主要有HCO3·SO4-Ca型、SO4·Cl-Ca型、SO4·Cl-Ca·Na型和HCO3·SO4-Ca·Na型四種,以HCO3·SO4-Ca型為主,大茅坡處地表水及地下水以SO4·Cl-Ca型為主。通過Gibbs圖分析,水化學組分分布在巖石風化控制區(qū)域,表明研究區(qū)地表水和地下水主要受到巖石風化作用的影響。區(qū)內(nèi)地下水p H值整體偏酸性,陰離子組成以SO42-最為顯著,預(yù)測主要與研究區(qū)紅層含水層中硫化物礦物及下部石膏團塊風化溶解有關(guān),陽離子組成以Ca2+濃度最為顯著,主要來自砂巖、頁巖中碳酸鹽等鈣質(zhì)膠結(jié)物的風化溶解。水化學類型、礦化度、p H值受圍巖化學成分的影響大。(2)地表水各樣點的p H值變化范圍基本都在6.36~7.34之間,季節(jié)變化幅度小。大茅坡山頂兩處蓄水池和地下水由于受地層中硫化物礦物的氧化作用影響,p H值大多呈酸性,且季節(jié)變幅較大。后槽頂農(nóng)耕區(qū)地表水及地下水的電導率受農(nóng)業(yè)活動影響,變化幅度明顯大于大茅坡與大窩凼各樣點,其地下水電導率和p H值的季節(jié)變化趨勢相似,雨季降低旱季升高,可能與p H值和電導率在雨季受到雨水的稀釋作用有關(guān)。地表水不同水體陽離子濃度變化趨勢基本一致,灌溉水和溝谷溪水季節(jié)變幅較大,豐水期高于枯水期。大窩凼和大茅坡山頂?shù)乇硭年栯x子和Cl-、NO3-濃度季節(jié)變幅均很小,這與林地覆蓋率高、人類活動較少有關(guān)。山頂?shù)叵滤腘a+主要來自含鹽地層分化溶解,SO42-濃度季變幅最大,豐水期濃度低,枯水期和平水期濃度變化不大。(3)研究區(qū)地下水類型主要為紅層砂巖、泥巖淺層風化帶裂隙水,埋藏淺。其補徑排條件受山地地貌的控制十分明顯,具有就地補給、就近排泄的特點,地下水主要受到大氣降雨和農(nóng)灌水入滲兩種補給方式。隨著海拔和坡位的降低,土地利用方式由林地轉(zhuǎn)換為耕地,地下水離子濃度除SO42-之外,整體呈逐漸增加趨勢,表明農(nóng)耕區(qū)地下水受農(nóng)業(yè)活動影響較顯著。(4)通過主成分分析法對研究區(qū)地表水及地下水水質(zhì)進行分析與評價。地表水第一主成分載荷量顯示,地表水化學成分受地質(zhì)背景影響大于人類活動輸入,同時第二主成分也顯示出紅層區(qū)Fe和Mn濃度普遍較高,這主要來自紅層中黃鐵礦等硫化物礦物的溶解遷移,在酸性水的作用下,把地層中三價鐵離子還原成可溶的二價鐵離子,地表水綜合主成分得分顯示,隨著農(nóng)業(yè)活動等外界環(huán)境的物質(zhì)輸入量增大,后槽頂?shù)乇硭|(zhì)較大窩凼和大茅坡稍差,分析結(jié)果與實際情況相符;地下水第一主成分和第二主成分反映出水質(zhì)主要受水—巖作用影響,Ca2+和Na+離子濃度分別受紅層中鈣質(zhì)膠結(jié)物和含鹽巖的風化溶解,SO42-和Fe含量普遍較高的主要原因也是受到紅層地質(zhì)背景的影響,人類活動影響很小。(5)紅層山區(qū)地下水資源作為村民生活飲用水,要根據(jù)裂隙水的埋藏分布條件選擇有效的取水方式,同時盡量避免在鐵錳含量較高地層打井找水,還有控制井水與生活污水排放點或養(yǎng)殖場等污染源的距離,以避免影響飲用水水質(zhì)。
【關(guān)鍵詞】：紅層山區(qū) 地表水和地下水 水化學特征 水質(zhì)評價 主成分分析
【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P641.3;X824
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 研究背景和意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外紅層研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 國外紅層研究綜述12-13
• 1.2.2 國內(nèi)紅層研究綜述13-15
• 1.2.3 主成分分析在水質(zhì)評價中的應(yīng)用15-16
• 1.3 問題的提出16
• 1.4 研究內(nèi)容、擬解決的關(guān)鍵問題及預(yù)期達到的目標16-17
• 1.4.1 主要研究內(nèi)容16-17
• 1.4.2 擬解決的關(guān)鍵問題17
• 1.4.3 預(yù)期達到的目標17
• 1.5 研究方法、取樣情況及技術(shù)路線17-20
• 1.5.1 主要研究方法17-19
• 1.5.2 取樣情況19
• 1.5.3 技術(shù)路線19-20
• 第2章 研究區(qū)概況20-24
• 2.1 區(qū)域概況20
• 2.2 地質(zhì)與地形地貌20-21
• 2.3 水文地質(zhì)背景21-22
• 2.4 氣候、土壤和植被22-23
• 2.5 土地利用情況及人類活動23-24
• 第3章 研究區(qū)水文地球化學特征分析24-39
• 3.1 研究區(qū)不同水體的水化學類型24-26
• 3.2 離子來源分析26-27
• 3.3 研究區(qū)地表水及地下水水化學特征與變化27-34
• 3.3.1 物理化學參數(shù)27-30
• 3.3.2 地表水主要離子變化特征30-32
• 3.3.3 地下水主要離子變化特征32-34
• 3.4 不同坡位地下水的水文變化特征34-39
• 3.4.1 常規(guī)指標對比35-36
• 3.4.2 陽離子對比36-37
• 3.4.3 陰離子對比37-39
• 第4章 紅層山區(qū)水質(zhì)分析與評價39-52
• 4.1 基于PCA的水質(zhì)分析與評價39-41
• 4.2 地表水水質(zhì)分析與評價41-46
• 4.2.1 主成分分析結(jié)果41
• 4.2.2 地表水水質(zhì)分析解譯41-45
• 4.2.3 地表水水質(zhì)評價及變化規(guī)律45-46
• 4.3 地下水水質(zhì)分析與評價46-52
• 4.3.1 主成分分析結(jié)果46-48
• 4.3.2 地下水水質(zhì)分析解譯48-50
• 4.3.3 地下水水質(zhì)評價及變化規(guī)律50-52
• 第5章 紅層山區(qū)地表水與地下水開發(fā)與保護建議52-55
• 5.1 紅層山區(qū)水資源開發(fā)利用建議52-53
• 5.1.1 地表水資源開發(fā)利用建議52
• 5.1.2 合理開發(fā)利用紅層地下水52-53
• 5.2 地下水資源保護建議53-55
• 第6章 結(jié)論與不足55-58
• 6.1 結(jié)論55-56
• 6.2 存在的不足56-58
• 參考文獻58-64
• 致謝64-66
• 在校期間發(fā)表的論文和參加會議66

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1 夏祖葆;劉寶s，

本文編號：1036872