乌兰布和沙漠地下水补给来源及演化规律

论文摘要

在水文地质及地质资料基础上,利用水化学示踪技术、水文地球化学模拟及多元统计方法,分析了研究区地下水水化学特征及其补给演化规律。通过研究得到如下几方面的认识：（1）依据研究区的水文地质条件,推断乌兰布和沙漠浅层地下水的补给来源有大气降水、巴彦乌拉山山前浅层地下水、贺兰山北侧山前浅层地下水、黄河水、引黄灌溉田间水,并在沙漠西南侧浅层地下水补给吉兰泰盐湖浅层地下水。深层地下水的补给来源有黄河水、吉兰泰盐湖深层地下水、贺兰山北侧山前深埋潜水、巴彦乌拉山基岩裂隙水。沙漠自流区内,深层地下水自流补给浅层地下水。（2）黄河水补给沙漠水化学演化由HCO3-型→HCO3--Cl-型→Cl--HCO3-型→Cl-型；巴彦乌拉山补给沙漠水化学由HCO3--Cl-型→Cl--SO42-型→Cl-型；贺兰山补给沙漠水化学由HCO3-型→HCO3--Cl-型→没有明显特征→Cl-型。深层地下水从吉兰泰盐湖到沙漠水化学类型都属于HCO3--Cl-、HCO3--Cl--SO42-型；黄河水补给沙漠由HCO3-型→HCO3--Cl型；沙漠深层地下水自流补给浅层水化学类型都属于HCO3--Cl-。浅层地下水流动过程中发生了CaCO3沉淀和CO2（g）析出及白云石、石膏、岩盐的溶解反应。深层地下水流动过程中所有的可能矿物相均发生溶滤作用；深层地下水自流过程中发生的水岩反应与浅层地下水相似。（3）HCO3-主要源于碳酸盐矿物的溶解；Cl-主要受当地的岩盐溶解、当地降水及降尘,还局部来源于人类活动；SO42-来源于硫酸盐矿物（如石膏、芒硝等）；NO3-含量受人类活动影响,在灌区源于氮肥,在牧区还源于动物（如骆驼、牛、羊）的排泄物；Ca2+有广泛的物质来源,包括碳酸盐类、硫酸盐类、硅酸盐类等的溶解,因此Ca2+含量也受同离子效应影响,且深层地下水还受显著的阳离子交换（以Ca→Na为主）影响；Na+的含量主要受控于蒸发盐类及硅酸盐类的溶解,在局部受到反向阳离子交换作用控制,深层地下水还受到充分的阳离子交换的控制；K+的含量主要受控于蒸发盐类（如KCl）及硅酸盐类（如钾长石）的风化溶滤作用；Mg2+主要来源于含镁矿物如白云石、泥灰石等碳酸盐类沉积物的风化溶滤作用。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景与研究意义
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 水化学示踪研究
• 1.2.2 模型与模拟技术
• 1.2.3 多元统计方法的应用
• 1.2.4 研究内容与技术路线
• 1.2.5 研究内容
• 第二章 研究区概况及采样
• 2.1 样品的采集与测试
• 2.2 自然地理位置
• 2.3 水文与气候条件
• 2.4 区域地层概况
• 2.5 区域构造概况
• 2.6 区域地貌与第四纪地质
• 2.7 水文地质概况
• 第三章 研究区水化学特征
• 3.1 总体的水化学特征
• 3.1.1 研究区样点Piper图
• 3.1.2 研究区水样的主要水化学类型
• 3.1.3 研究区样点Gibbs图
• 3.2 水化学平面分布特征
• 3.2.1 研究区水样水化学平面分布特征如下表所示
• -等值线图'>3.2.2 研究区浅层地下水样中TDS,Cl^-等值线图
• 3.3 乌兰布和沙漠地下水垂直分布特征
• 3.4 主要的水岩反应
• 3.4.1 主要离子相关关系
• 3.4.2 研究区样点阳离子交换示意图
• 3.5 研究区地下水中主要成分来源
• 第四章 水文地球化学模拟及多元统计分析
• 4.1 饱和指数计算
• 4.2 质量平衡计算
• 4.3 主成分分析
• 4.4 聚类分析
• 第五章 结论
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 在学期间的研究成果
• 致谢