濟(jì)南泉域巖溶水水化學(xué)特征及其指示作用研究.pdf

1、濟(jì)南素有“泉城”之稱，古有“齊多甘泉甲于天下”的美譽(yù)。隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展，巖溶水開采量不斷增加，并產(chǎn)生了一系列水環(huán)境問題，如地下水位下降、水質(zhì)惡化、泉水停噴等，泉域內(nèi)水化學(xué)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(xué)特征，探討了巖溶水水化學(xué)特征的時(shí)、空演化及其指示作用，揭示了東郊-市區(qū)-西郊和補(bǔ)給-徑流-排泄方向水化學(xué)場的形成及其內(nèi)在規(guī)律。研究成果對濟(jì)南泉水與生態(tài)環(huán)境保護(hù)、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(jié)論與

2、創(chuàng)新如下：
　　 1、采用水文地質(zhì)統(tǒng)計(jì)的方法，研究了20世紀(jì)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(gè)典型地段地下水中常規(guī)組分含量變化特征，認(rèn)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(xué)組分變化的主要貢獻(xiàn)因子；上世紀(jì)80年代以來東郊、市區(qū)和西郊三個(gè)典型地段地下水中各組分含量增長迅速，反映人類活動(dòng)對水環(huán)境影響的加劇。

3、r>　　 2、計(jì)算了地下水中主要礦物飽和指數(shù)，結(jié)合濟(jì)南泉域巖溶水中常規(guī)組分等值線，分析了泉域補(bǔ)給區(qū)和排泄區(qū)地下水化學(xué)特征，表明補(bǔ)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(yùn)動(dòng)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(yùn)移途徑的地下水化學(xué)組分研究表明，沿著地下水流動(dòng)方向水中各組分含量不斷增加，表明水動(dòng)力條件對水化學(xué)成分有重要影響。
　　 3、采用單要素指標(biāo)分析和趨勢預(yù)測相結(jié)合，探討巖溶水系統(tǒng)內(nèi)

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(biāo)相關(guān)系數(shù)低，相關(guān)性較差，西郊和市區(qū)各指標(biāo)相關(guān)系數(shù)較高，相關(guān)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(zhì)的相關(guān)分析加以印證。首次應(yīng)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(diǎn)進(jìn)行了分層聚類分析，聚類結(jié)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(jié)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(xué)指標(biāo)對于揭示地下水系統(tǒng)內(nèi)部水力聯(lián)系有重要指示作用。同時(shí)，對東郊政法學(xué)院和西郊楊莊等異常點(diǎn)的分析認(rèn)為，水化學(xué)場分析要結(jié)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(yùn)用離子比例系數(shù)法計(jì)算分析認(rèn)為濟(jì)南泉域補(bǔ)給區(qū)地下水的水動(dòng)力條件要明顯不同于排泄區(qū)。根據(jù)PHREEQC水文地球化學(xué)作用模擬研究表明，泉域內(nèi)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(dòng)影響、含水層巖性和地下水循環(huán)條件是影響濟(jì)南泉域地下水化學(xué)成分變化的三個(gè)主要因素。室內(nèi)靜態(tài)溶蝕實(shí)驗(yàn)表明巖性條件、降雨入滲大小、構(gòu)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(gè)主要因素。含水層的巖性、適宜的單斜構(gòu)造條件和人類活動(dòng)是控制泉域巖溶水化學(xué)成分形成的主要因素。
　　 5、濟(jì)南泉域地下水化學(xué)場的演化規(guī)律和形成機(jī)制揭示了濟(jì)南泉水的保護(hù)必須重視水質(zhì)和水量兩個(gè)方面。針對水質(zhì)惡化，必須治理補(bǔ)給徑流區(qū)污染