【摘要】：由于地表水體污染日益加重,地下水資源已經(jīng)成為我國北方日常供水和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要水量來源。在地下水的開發(fā)利用中,傍河開采也是一種重要的方式,在促進河水向地下水轉(zhuǎn)化的同時,也影響著河水入滲過程中的生物地球化學作用。河水入滲補給過程中的生物地球化學作用研究,對于維持傍河水源地地下水水質(zhì)及生態(tài)安全具有十分重要的意義。由于水化學方法具有多解性與不確定性,因此本文在應(yīng)用多元統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上,選取積極參與地下水氧化還原反應(yīng)的碳、硫穩(wěn)定同位素,通過同位素示蹤的方法從微觀角度準確而有效的揭示河水入滲過程中的生物地球化學作用。通過本次研究,取得如下幾點認識:(1)在淺層和深層水流路徑上,地下水環(huán)境指標和主要組分在空間尺度上存在差異,可劃分為不同地下水環(huán)境分區(qū):淺層水流路徑上,距離河岸4.0 m范圍內(nèi)、4.0 m~17.0 m范圍內(nèi)和17.0 m~350.0 m范圍內(nèi)依次劃分為弱氧化區(qū)、弱還原區(qū)和還原區(qū);深層水流路徑上,距離河岸17.0 m范圍內(nèi)、17.0 m~200.0 m范圍內(nèi)和200.0 m~350.0 m范圍內(nèi)依次劃分為弱氧化區(qū)、弱還原區(qū)和還原區(qū)。(2)通過多元統(tǒng)計分析,成功地識別出了控制河水入滲過程中地下水演化的重要的生物地球化學作用:有機碳氧化分解作用、反硝化作用、鐵錳礦物的還原作用和SO_4~(2-)還原作用。同時,通過分析主因子在各監(jiān)測井的不同得分,分析了河水入滲過程中生物地球化學作用在空間上的分布特征,表現(xiàn)為在弱氧化區(qū)以有機碳氧化分解作用為主,弱還原區(qū)以鐵錳礦物還原作用為主,還原區(qū)以SO_4~(2-)還原作用為主。(3)通過對河水入滲過程中生物地球化學作用進行碳同位素示蹤可以發(fā)現(xiàn),驅(qū)動生物地球化學作用的有機碳的主要來源。其中,在弱氧化區(qū)參與反應(yīng)的有機碳主要來源于入滲過程中河水攜帶的溶解有機碳;在弱氧化區(qū)和還原區(qū),參與反應(yīng)的有機碳來源于河水攜帶的溶解有機碳和含水介質(zhì)中的沉積有機碳。(4)在河水入滲過程中,伴隨著地下水中SO_4~(2-)中δ~(34)S值明顯增大,發(fā)生了以SO_4~(2-)作為電子受體的還原作用;利用還原過程中地下水中SO_4~(2-)發(fā)生動力分餾的瑞利分餾模型證明了研究區(qū)地下水發(fā)生了SO_4~(2-)還原作用。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P593;P641
【圖文】：

8圖 1.1 技術(shù)路線圖（1）充分搜集研究區(qū)的自然地理、地質(zhì)與水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)等基礎(chǔ)資料，查明研究區(qū)河水入滲特征；檢索并閱讀國內(nèi)外相關(guān)文獻，了解國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及存在的問題，確定論文的研究目標及具體研究思路。（2）在野外實地調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合研究目標，布設(shè)水文地質(zhì)勘探孔、水位監(jiān)測孔與取樣孔，采集河床沉積物、含水層介質(zhì)、河水和地下水樣品，并進行長時間序列的現(xiàn)場動態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測，分析河水入滲過程中地下水中主要環(huán)境指標和

面積約 2 km2。研究區(qū)交通便利，西部有國道 G203，北部有遼中環(huán)線高速經(jīng)過。圖 2.1 研究區(qū)交通位置圖2.1.2 地形地貌研究區(qū)屬遼河中下游沖積平原，地形較為平坦，地勢總體上由東向西傾斜，海拔高程在 42~50 m 之間。研究區(qū)地貌類型為河流堆積地貌，主要為低河漫灘。2.1.3 氣象概況研究區(qū)位于暖溫帶半濕潤季風型氣候區(qū)，氣候溫和，四季分明，春季短促多風、夏季炎熱多雨、秋季涼爽舒適、冬季寒冷干燥。據(jù)氣象站觀測資料可知，研究區(qū)多年平均氣溫為 8.5 ℃，月平均最高氣溫 24.6 ℃，最低氣溫-11.7 ℃，多年最大凍土深 1.6m。研究區(qū)多年平均降水量 703.6mm，且多集中在 5~9 月份

圖 2.3 研究區(qū)水文地質(zhì)剖面圖（二）含水層富水性在低漫灘區(qū)的抽水井進行的抽水試驗得出含水層滲透系數(shù)為 60~80 m/d，單位出水量為 1200~1900 m3/d，為強富水區(qū)。（三）地下水補、徑、排條件區(qū)內(nèi)地下水的補給來源有遼河入滲補給、大氣降水入滲補給和區(qū)域地下水側(cè)向徑流補給，其中以遼河入滲補給為主。由于研究區(qū)內(nèi)地下水集中開采，如圖 2.4所示，在開采井附近形成了地下水位降落漏斗，因此研究區(qū)地下水徑流方向為四周向地下水位漏斗中心方向匯聚。研究區(qū)內(nèi)地下水排泄方式有蒸發(fā)排泄和人工開采，其中主要的排泄方式為人工開采。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2774025