吉林大学学报(地球科学版) ›› 2017, Vol. 47 ›› Issue (2): 542-553.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.201702203

• 地质工程与环境工程 • 上一篇    下一篇

三江平原富锦地区浅层地下水水化学特征及其形成作用

董维红1,2, 孟莹1,2, 王雨山3, 武显仓1,2, 吕颖1,2, 赵辉1,2   

  1. 1. 吉林大学环境与资源学院, 长春 130021;
    2. 吉林大学水资源与环境研究所, 长春 130021;
    3. 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心, 河北 保定 071051
  • 收稿日期:2016-06-12 出版日期:2017-03-26 发布日期:2017-03-26
  • 作者简介:董维红(1974),女,教授,博士,主要从事水文地球化学方面的研究,E-mail:dongweihong@jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    中国地质调查局地质调查项目（12120114069401）

Hydrochemical Characteristics and Formation of the Shallow Groundwater in Fujin,Sanjiang Plain

Dong Weihong1,2, Meng Ying1,2, Wang Yushan3, Wu Xiancang1,2, Lü Ying1,2, Zhao Hui1,2   

  1. 1. College of Environment and Resources, Jilin University, Changchun 130021, China;
    2. Institute of Water Resources and Environment, Jilin University, Changchun 130021, China;
    3. Geological Survey Center of Hydrological Environment, Bureau of China Geological Survey, Baoding 071051, Hebei, China
  • Received:2016-06-12 Online:2017-03-26 Published:2017-03-26
  • Supported by:
    Supported by Geological Survey Projects of China Geological Survey(12120114069401)

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摘要： 三江平原富锦地区是我国重要的产粮基地，农业灌溉对当地地下水水质造成了一定程度的影响，而地下水水质的变化制约着当地农业的发展及居民的饮水安全，因此对三江平原富锦地区地下水水化学特征及其形成作用进行研究具有十分重要的意义。本次研究对浅层地下水及地表水进行采样，运用Gibbs图、离子比例系数、δD和δ18O同位素、克里金插值及反向地球化学模拟等方法，对三江平原富锦地区浅层地下水的水化学形成机制进行了分析。研究结果表明：地下水中TDS、NO3-N质量浓度沿地下水流向呈递增趋势，地下水水化学类型以HCO3-Ca和SO4-Ca为主；硅铝酸盐以及岩盐的风化溶解是研究区地下水中离子的主要来源；溶滤作用、阳离子交替吸附作用和农业施肥、地下水开采等人类活动影响是控制地下水化学特征形成的主要作用。

关键词: 地下水, 水化学, 反向水文地球化学模拟, 三江平原

Abstract: Fujin, in Sanjiang Plain, is an important grain base in China. The agriculture irrigation caused the deterioration of groundwater quality. The groundwater quality further more restricted the development of local agriculture and posed a threat to the safety of drinking water. Therefore, it is significant to study the hydrogeochemical characteristics and formation groundwater in Fujin,Sanjiang Plain. In this study, 46 samples were collected, including 35 groundwater samples and 11 surface water samples. The multiform methods of Gibbs figure, ionic ratios, Kriging and inverse hydrogeochemical modeling were applied in order to analyze the formation mechanism of groundwater hydrogeochemistry. The results show that:the concentrations of TDS and NO3-N in groundwater increased along the flow; the hydrochemical type of groundwater is mainly HCO3-Ca and SO4-Ca;the hydrochemical components in groundwater came mainly from the weathering dissolutions of aluminosilicate and halite leaching, cation exchanges and human activities, such as fertilization, groundwater pumping, are the main processes controlling the formation of groundwater hydrochemistry.

Key words: groundwater, hydrochemistry, inverse hydrogeochemical modeling, Sanjiang plain

中图分类号: 

  • P641.3
[1] Adams S, Titus R, Pietersen K, et al. Hydrochemical Characteristics of Aquifers near Sutherland in the Western Karoo, South Africa[J]. Journal of Hydrology, 2001, 241(1):91-103.
[2] 董维红, 苏小四, 侯光才,等. 鄂尔多斯白垩系地下水盆地地下水水化学类型的分布规律[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2007, 37(2):288-292. Dong Weihong, Su Xiaosi, Hou Guangcai, et al. Distribution Law of Groundwater Hydrochemical Type in Ordos Cretaceous Artesian Basin[J]. Journal of Jilin University (Earth Science Edition), 2007, 37(2):288-292.
[3] 危润初, 肖长来, 方樟. 黑龙江建三江地区地下水动态趋势突变点分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(1):202-210. Wei Runchu, Xiao Changlai, Fang Zhang. Trends Mutation Nodes of Groundwater Dynamic in Jiansanjiang Area of Heilongjiang Province[J]. Journal of Jilin University(Earth Science Edition), 2016, 46(1):202-210.
[4] 张兵, 宋献方, 张应华, 等. 三江平原地表水与地下水氢氧同位素和水化学特征[J]. 水文, 2014, 34(2):38-43. Zhang Bing, Song Xianfang, Zhang Yinghua, et al. Hydrogen and Oxygen Isotopic and Hydrochemical Characteristics of Water in Sanjiang Plain[J]. Journal of China Hydrology, 2014, 34(2):38-43.
[5] 周宇渤. 三江平原地下水循环环境演化研究[D]. 长春:吉林大学, 2011. Zhou Yubo. Reserch on Evolution of Groundwater Circulation Environment in Sanjiang Plain[D]. Changchun:Jilin University, 2011.
[6] 徐梦瑶, 梁秀娟, 王益良, 等. 三江平原地下水循环演化特征[J]. 人民黄河, 2012, 34(2):63-65. Xu Mengyao, Liang Xiujuan, Wang Yiliang, et al. Evolution Characteristics of Groundwater Circulation in Sanjiang Plain[J]. Yellow River, 2012, 34(2):63-65.
[7] 陈连, 孟莹, 孙永贺. 挠力河流域水文特征分析[J]. 黑龙江水专学报, 2005, 32(3):48-50. Chen Lian, Meng Ying, Sun Yonghe. Study on the Hydrology Characters of Naoli River Basin[J]. Jouranl of Heilongjiang Hydraulic Engineering College, 2005, 32(3):48-50.
[8] Rao N S, Subrahmanyam A, Kumar S R, et al. Geo-chemistry and Quality of Groundwater of Gummanampadu Sub-Basin, Guntur District, Andhra Pradesh, India[J]. Environmental Earth Sciences, 2012, 67(5):1451-1471.
[9] 王文祥, 王瑞久, 李文鹏, 等. 塔里木盆地河水氢氧同位素与水化学特征分析[J]. 水文地质工程地质, 2013, 40(4):29-35. Wang Wenxiang, Li Ruijiu, Li Wenpeng, et al. Aanlysis of Stable Isotopes and Hydrochemistry of Rivers in Tarim Basin[J]. Hydrogeology and Engineering Geology, 2013, 40(4):29-35.
[10] 王大纯, 张人权, 史毅红.水文地质学基础[M]. 北京:地质出版社, 1980. Wang Dachun, Zhang Renquan, Shi Yihong. Fundamentals of Hydrogeology[M]. Beijing:Geological Publishing House, 1980.
[11] Gibbs R J. Mechanisms Controlling World Water Che-mistry[J]. Science, 1970, 170:1088-1090.
[12] Rao N S, Subrahmanyam A, Kumar S R. Geoche-mistry and Quality of Groundwater of Gummanampadu Sub-Basin, Guntur District, Andhra Pradesh, India[J]. Environmental Earth Sciences, 2012, 67(5):1451-1471.
[13] Khairy H, Janardhana M R. Hydrogeochemistry and Quality of Groundwater of Coastal Unconfined Aquifer in Amol-Ghaemshahr Plain, Mazandaran Province, Northern Iran[J]. Environmental Earth Sciences, 2014, 71(11):4767-4782.
[14] 李生海. 鄂尔多斯白垩系盆地北区地下水水化学演化的同位素示踪[D]. 长春:吉林大学, 2008. Li Shenghai. Isotopic Tracing of Hydrogeochemical Evolution of Groundwater in the Northern Part of Ordos Cretaceous Basin[D]. Changchun:Jilin University, 2007.
[15] 赵琪. 长江下游沿海平原地下水补径排条件与水化学形成机理研究[D].长春:吉林大学, 2016. Zhao Qi. Groundwater Recharge, Discharge, Runoff Conditions and Chemical Constituents Formation Mechanism in the Coastal Plain, Downstream of Yangtze River[D]. Changchun:Jilin University, 2016.
[16] 董维红. 反向水文地球化学模拟技术在鄂尔多斯白垩系自流水盆地深层地下水~(14)C年龄校正中的应用[D]. 长春:吉林大学, 2005. Dong Weihong. Applicaion of Inverse Hydrogeochemical Modeling in 14C Age Correction of Deep Groudwater in the Ordos Cretaceous Artesian Basin[D]. Changchun:Jilin University, 2005.
[17] 魏晓鸥. 柳林泉域岩溶地下水水文地球化学形成演化规律[D]. 太原:太原理工大学, 2013. Wei Xiaoou. Hydrochemical Formation and Evolution of the Karstic Groundwater in Liulin Spring Catchement[D]. Taiyuan:Taiyuan University of Technology, 2013.
[1] 董军, 徐暖, 刘同喆, 管锐, 邓俊巍. 乳化植物油强化土著微生物修复中高浓度Cr(Ⅵ)污染地下水[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(1): 234-240.
[2] 黄星, 路莹, 刘肖, 段晓飞, 朱利民. 地下水位抬升对人工回灌中悬浮物堵塞的影响[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(6): 1810-1818.
[3] 付延玲, 骆祖江, 廖翔, 张建忙. 高层建筑引发地面沉降模拟预测三维流固全耦合模型[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(6): 1781-1789.
[4] 刘国庆, 吴时强, 范子武, 周志芳, 谢忱, 乌景秀, 柳杨. 回灌与回扬物理过程的解析推导及灌压变化规律[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(6): 1799-1807.
[5] 刘海龙, 马小龙, 袁欣, 穆环玲, 冷冰原, 洪梅. 基于多元回归分析的铬污染地下水风险评价方法[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(6): 1823-1829.
[6] 袁晓婕, 郭占荣, 黄磊, 章斌, 马志勇, 刘洁. 用镭-226示踪胶州湾的海底地下水排泄[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(5): 1490-1500.
[7] 杨悦锁, 张戈, 宋晓明, 温玉娟, 张文卿. 地下水和土壤环境中雌激素运移和归宿的研究进展[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(4): 1176-1190.
[8] 陈盟, 吴勇, 高东东, 常鸣. 广汉市平原区浅层地下水化学演化及其控制因素[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(3): 831-843.
[9] 钱文见, 尚岳全, 杜丽丽, 朱森俊. 充气位置及压力对边坡截排水效果的影响[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(2): 536-542.
[10] 危润初, 肖长来, 方樟. 黑龙江建三江地区地下水动态趋势突变点分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(1): 202-210.
[11] 赵林, 莫惠婷, 郑义. 滨海盐碱地区包气带中淡水透镜体维持机理[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(1): 195-201.
[12] 蒋秀姿, 文宝萍, 蒋树, 冯传煌, 赵成, 李瑞冬. 甘肃舟曲锁儿头滑坡活动的主控因素分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(6): 1798-1807.
[13] 吴鸣, 吴剑锋, 施小清, 刘杰, 陈干, 吴吉春. 基于谐振子遗传算法的高效地下水优化管理模型[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(5): 1485-1492.
[14] 余楚, 张翼龙, 孟瑞芳, 曹文庚. 河套平原浅层地下水动态监测网优化设计[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(4): 1173-1179.
[15] 王宇, 卢文喜, 卞建民, 侯泽宇. 三种地下水位动态预测模型在吉林西部的应用与对比[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(3): 886-891.
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