本文關(guān)鍵詞：巴中市恩陽區(qū)鳳凰廟紅層區(qū)淺層地下水水文地球化學(xué)特征

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【摘要】：巴中市屬川東北紅層地區(qū),水資源相對貧乏,2013年,擬建巴中機(jī)場的場址位于巴中市恩陽區(qū)鳳凰廟,研究鳳凰廟地區(qū)淺層地下水水文地球化學(xué)特征有助于了解鳳凰廟地區(qū)淺層地下水的富集和地下水水環(huán)境的形成,為四川巴中機(jī)場地下水開采條件評價及環(huán)境影響評價提供科學(xué)依據(jù),為紅層找水打井提供水質(zhì)保障借鑒;通過對淺層地下水水化學(xué)成分的研究,揭示其形成作用,可以填補川東北紅層區(qū)淺層地下水水化學(xué)研究方面的空白,并為相似地區(qū)水化學(xué)形成作用提供借鑒;運用以水化學(xué)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的水文地球化學(xué)研究方法對研究區(qū)進(jìn)行淺層地下水水化學(xué)成分特征及水化學(xué)成因進(jìn)行研究,將從應(yīng)用范圍層面上豐富這一方法體系。本文以巴中市恩陽區(qū)鳳凰廟紅層區(qū)淺層地下水為研究對象,在全面收集前人研究成果、研究區(qū)地質(zhì)概況和氣象水文資料的基礎(chǔ)上,結(jié)合水文地質(zhì)調(diào)查、野外實地水樣采集檢測,根據(jù)研究區(qū)地貌特征及地下水類型、含水介質(zhì)、埋藏條件、補徑排關(guān)系和動態(tài)特征劃分水文地質(zhì)單元,通過對不同水文地質(zhì)單元典型流域的研究,確定其淺層地下水賦存特征,對不同的水文地質(zhì)單元淺層地下水成分進(jìn)行多元統(tǒng)計分析和水化學(xué)分類,確定各水文地質(zhì)單元的水化學(xué)類型和各離子組分之間的關(guān)系,再通過水化學(xué)平衡計算及分析,研究各水文地質(zhì)單元的水化學(xué)成因。主要取得了以下成果:(1)寬緩槽谷水文地質(zhì)單元分布于研究區(qū)踏泥橋-何家壩-明揚場一線及馮家溝兩側(cè)區(qū)域,區(qū)內(nèi)槽谷兩側(cè)山體海拔380~440m,槽底高程350~370m,谷間溝谷寬緩,寬度一般為200~500m。該區(qū)淺層風(fēng)化裂隙水的儲水介質(zhì)由淺層泥巖風(fēng)化裂隙與下伏淺層砂巖中的風(fēng)化裂隙組成,淺層地下水以淺層風(fēng)化裂隙潛水為主,風(fēng)化裂隙潛水靠大氣降雨補給,槽谷兩側(cè)山體接受補給后,沿風(fēng)化裂隙帶向地形低洼區(qū)域匯集,埋藏于地勢低洼的溝谷、平壩、洼地地帶。臺狀谷坡水文地質(zhì)單元主要分布于剝蝕臺地與侵蝕溝谷處,分布面積約60km2,占研究區(qū)面積的88%。該地貌多呈長、窄條狀,其臨溝側(cè)的谷坡受軟硬巖層互層及構(gòu)造裂等因素控制一般都形成多級寬窄不一的剝蝕臺地,剝蝕臺地面積較小,一般小于5km2,平臺寬度幾~幾百米不等,多呈“窄條”、“橢圓”、“長垣”狀;溝多為常年或季節(jié)性流水溝,多呈“V”型。該區(qū)淺層地下水水的儲水介質(zhì)由淺層泥巖風(fēng)化裂隙與下伏淺層砂巖中的風(fēng)化裂隙組成,主要為上層滯水,其在研究區(qū)的分布較為零散,主要滯留在平臺后緣山體坡腳及平臺中后部,埋藏淺,徑流時間短,地下水動態(tài)變化受氣候因素影響較大。(2)通過對研究區(qū)寬緩槽谷和臺狀谷坡水文地質(zhì)單元淺層地下水水化學(xué)參數(shù)的分析,研究區(qū)淺層地下水(淺層風(fēng)化帶裂隙水)整體呈堿性,屬淡水;研究區(qū)兩種水文地質(zhì)單元淺層地下水陽離子均以Ca~(2+)為主,陰離子均以HCO_3-為主;K~+、Na~+、Cl~-變異系數(shù)相對較大,反映出它們在地下水中含量變化較大,是隨環(huán)境因素變化的敏感因子,Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3-、SO_4~2-變異系數(shù)相對較小,反映出它們在地下水中含量的相對穩(wěn)定性。(3)通過舒卡列夫分類和派珀(Piper)三線圖分類,將寬緩槽谷和臺狀谷坡水文地質(zhì)單元淺層地下水水化學(xué)劃分為HCO_3-Ca型水和HCO_3-Ca+Mg型水兩類。寬緩槽谷水文地質(zhì)單元HCO_3-Ca+Mg型水主要位于寬谷平臺區(qū),臺狀谷坡水文地質(zhì)單元HCO_3-Ca+Mg型水分布于各水系的上游地區(qū),而其余地區(qū)主要為HCO_3-Ca+Mg型,說明Mg~(2+)主要富集在寬谷平臺區(qū)和各水系的上游地區(qū)。(4)運用相關(guān)性分析和聚類分析,相互驗證不同水文地質(zhì)單元其地下水組分之間的關(guān)系,進(jìn)一步確定該研究區(qū)不同水文地質(zhì)單元淺層地下水各組分的關(guān)系,得出寬緩槽谷區(qū)SO_4~2-和Ca~(2+)關(guān)系密切。臺狀谷坡區(qū)Mg~(2+)、Ca~(2+)、HCO_3-關(guān)系密切,可能有含鈣、鎂的碳酸鹽礦物的溶解沉淀,且臺狀谷坡地區(qū)地形切割強烈,淺層地下水徑流和排泄條件好,說明該區(qū)域溶濾作用強烈。(5)通過繪制不同水文地質(zhì)單元淺層地下水各組分的Gibbs圖和離子比例系數(shù)圖,確定研究區(qū)不同的水文地質(zhì)單元淺層地下水水化學(xué)形成的主要作用一致,為以含鈣質(zhì)的碳酸鹽巖和鋁硅酸鹽礦物的溶解為主,有少量Ca~(2+)與Na+、Mg~(2+)與Na~+的陽離子交換作用。運用水化學(xué)平衡計算方法進(jìn)一步論證其水化學(xué)成因。通過計算CO_2分壓、方解石飽和指數(shù)和繪制長石-水鋁礦-高嶺石-SiO_2-CO_2體系穩(wěn)定場圖,得出地下水系統(tǒng)整體屬于開系統(tǒng),在該研究區(qū)方解石大部分處于非飽和狀態(tài),地下水在流動過程中不斷溶解方解石,溶濾作用強烈,使Ca~(2+)含量不斷增大鈉長石、鈣長石和鉀長石風(fēng)化溶解到高嶺石階段,部分到達(dá)鈉蒙脫石和鈣蒙脫石階段。紅層風(fēng)化黏土具有表面電荷,在一定條件下吸附地下水中的Na~+,地下水中溶解的Ca~(2+)可置換被吸附的Na~+,發(fā)生陽離子吸附作用。
【關(guān)鍵詞】：紅層 淺層地下水 賦存 水文地球化學(xué)
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P641.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 選題依據(jù)及研究意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究綜述12-17
• 1.2.1 紅層地下水水研究進(jìn)展12-15
• 1.2.2 水文地球化學(xué)研究進(jìn)展15-17
• 1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線17-19
• 1.3.1 研究內(nèi)容17
• 1.3.2 技術(shù)路線17-19
• 第2章 研究區(qū)概況19-36
• 2.1 自然地理概況19-25
• 2.1.1 地理位置19-20
• 2.1.2 氣象水文20-22
• 2.1.3 地形地貌22-25
• 2.2 地質(zhì)條件25-30
• 2.2.1 地層巖性25-27
• 2.2.2 地質(zhì)構(gòu)造27-30
• 2.2.3 地震與新構(gòu)造運動30
• 2.3 水文地質(zhì)條件30-36
• 2.3.1 地下水類型30-33
• 2.3.2 含水層類型33
• 2.3.3 地下水補徑排關(guān)系33-35
• 2.3.4 地下水動態(tài)特征35-36
• 第3章 研究區(qū)淺層地下水賦存特征36-44
• 3.1 寬緩槽谷水文地質(zhì)單元36-40
• 3.1.1 地形地貌及巖性特征36-38
• 3.1.2 淺層地下水賦存特征38-40
• 3.2 臺狀谷坡水文地質(zhì)單元40-43
• 3.2.1 地形地貌及巖性特征40-42
• 3.2.2 淺層地下水賦存特征42-43
• 3.3 小結(jié)43-44
• 第4章 水文地球化學(xué)特征44-75
• 4.1 樣品的采集與檢測44-45
• 4.2 水文地球化學(xué)特征分析方法45
• 4.3 研究區(qū)水化學(xué)分類45-52
• 4.3.1 水化學(xué)參數(shù)分析結(jié)果45-46
• 4.3.2 水化學(xué)類型46-52
• 4.4 地下水各組分之間的關(guān)系52-58
• 4.4.1 相關(guān)性分析53-54
• 4.4.2 聚類分析54-58
• 4.5 水化學(xué)成因58-73
• 4.5.1 Gibbs圖解59-60
• 4.5.2 離子比例系數(shù)60-63
• 4.5.3 水化學(xué)平衡計算及分析63-73
• 4.6 小結(jié)73-75
• 結(jié)論75-77
• 致謝77-78
• 參考文獻(xiàn)78-80

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本文編號：661894