濟南泉域巖溶水水化學特征及其指示作用研究.pdf

1、濟南素有“泉城”之稱，古有“齊多甘泉甲于天下”的美譽。隨著經濟、社會發(fā)展，巖溶水開采量不斷增加，并產生了一系列水環(huán)境問題，如地下水位下降、水質惡化、泉水停噴等，泉域內水化學場發(fā)生了改變。本文研究了近50年來泉域巖溶水的水化學特征，探討了巖溶水水化學特征的時、空演化及其指示作用，揭示了東郊-市區(qū)-西郊和補給-徑流-排泄方向水化學場的形成及其內在規(guī)律。研究成果對濟南泉水與生態(tài)環(huán)境保護、地下水資源的合理開發(fā)利用具有重要的意義。本論文主要結論與

2、創(chuàng)新如下：
　　 1、采用水文地質統(tǒng)計的方法，研究了20世紀50年代、80年代、90年代和2000年以后不同階段以及東郊工業(yè)區(qū)、巖溶大泉附近和西郊水源地三個典型地段地下水中常規(guī)組分含量變化特征，認為近50年來，地下水中各組分含量呈現(xiàn)出先緩慢增加后急劇上升然后又到緩慢增加的變化過程，查明了地下水化學組分變化的主要貢獻因子；上世紀80年代以來東郊、市區(qū)和西郊三個典型地段地下水中各組分含量增長迅速，反映人類活動對水環(huán)境影響的加劇。

3、r>　　 2、計算了地下水中主要礦物飽和指數(shù)，結合濟南泉域巖溶水中常規(guī)組分等值線，分析了泉域補給區(qū)和排泄區(qū)地下水化學特征，表明補給區(qū)地下水中各種組分含量和礦物飽和指數(shù)小于排泄區(qū)，沿著地下水運動方向，越接近排泄區(qū)的末端水中礦物的飽和指數(shù)越大。根據(jù)三條典型運移途徑的地下水化學組分研究表明，沿著地下水流動方向水中各組分含量不斷增加，表明水動力條件對水化學成分有重要影響。
　　 3、采用單要素指標分析和趨勢預測相結合，探討巖溶水系統(tǒng)內

4、部之間的水力聯(lián)系。發(fā)現(xiàn)市區(qū)與東郊地下水中各單要素指標相關系數(shù)低，相關性較差，西郊和市區(qū)各指標相關系數(shù)較高，相關性較好，并通過東郊華能路、省勘院和西郊臘山水廠和峨眉山水廠與趵突泉水質的相關分析加以印證。首次應用空間聚類原理，對東郊工業(yè)區(qū)、西郊水源地和巖溶大泉地段部分水樣點進行了分層聚類分析，聚類結果表明西郊水源地與巖溶大泉聚類效果好，東郊工業(yè)區(qū)與巖溶大泉聚類效果較差，這一結論為研究市區(qū)與東西郊的水力聯(lián)系提供一新的佐證。
　　 研究

5、表明，水化學指標對于揭示地下水系統(tǒng)內部水力聯(lián)系有重要指示作用。同時，對東郊政法學院和西郊楊莊等異常點的分析認為，水化學場分析要結合地下水流場、地下水開采量、地層巖性等因素綜合考慮。
　　 4、運用離子比例系數(shù)法計算分析認為濟南泉域補給區(qū)地下水的水動力條件要明顯不同于排泄區(qū)。根據(jù)PHREEQC水文地球化學作用模擬研究表明，泉域內巖溶含水系統(tǒng)中方解石和文石溶解與沉淀是水中Ca2+的主要來源，石膏和硬石膏的溶解所占的比例較小。

6、　　 研究表明，人類活動影響、含水層巖性和地下水循環(huán)條件是影響濟南泉域地下水化學成分變化的三個主要因素。室內靜態(tài)溶蝕實驗表明巖性條件、降雨入滲大小、構造條件和地下水徑流循環(huán)條件是影響地下水溶蝕作用的四個主要因素。含水層的巖性、適宜的單斜構造條件和人類活動是控制泉域巖溶水化學成分形成的主要因素。
　　 5、濟南泉域地下水化學場的演化規(guī)律和形成機制揭示了濟南泉水的保護必須重視水質和水量兩個方面。針對水質惡化，必須治理補給徑流區(qū)污染