裸露型岩溶地下河系统水文地球化学过程研究 ——以开阳响水洞地下河为例

论文摘要

开阳响水洞地下河属于典型的裸露型岩溶地下河,具有先天的脆弱性和敏感性,极易受到当地农业活动和居民生活的影响。本次研究通过野外调查和监测,结合传统水化学方法与同位素技术,研究开阳响水洞地下河系统的水文地球化学过程,为地下河的水资源合理开发利用和保护提供可靠的参考信息和科学依据。研究主要取得如下成果:（1）研究区地下水受大气降水控制明显,总出口DT的流量动态曲线呈现出多峰形状,具有上升快、下降快的特征。研究区地下水和地表水的δ18O和δD值表明了两者主要来源于大气降水,地下水和地表水联系密切;开阳县城和东风水库是西南部最主要的地下水补给来源,为地下河系统提供了71.17%的水量,系统北部和东南部地下水补给以大气降水为主,补给量分别占全系统的23.32%和4%。（2）研究区的地下水水化学类型主要以HCO3-Ca·Mg型为主,水-岩相互作用对研究区地下河系统的水化学组分贡献最大,地下河系统中的Ca2+、Mg2+和HCO3-离子主要来源于方解石和白云石等碳酸盐矿物的溶解,且存在外源硝酸和硫酸加剧碳酸盐岩溶解的现象。研究区地处裸露型岩溶发育带,人类活动的影响使得研究区地下水水化学特征表现出区域空间差异性,北部的地下水化学特征主要的控制因素为水岩作用,水质明显优于南部和东南部,南部和东南部的地下水化学组分受人类活动影响显著,且南部的受影响程度大于东南部,农业化肥和生活污水对地下水Na+、K+、Cl-和NO3-等离子贡献较大,这些离子之间表现出较强的正相关性,且大部分表现出较强的地球化学敏感性。研究区的水文地球化学过程是自然过程和人类活动的综合作用结果。（3）通过硫同位素和氮氧同位素的数据分析,并结合同位素质量平衡模型,判断出研究区地下河系统硫酸盐主要来自生活污水（52%）、大气降水（30%）和硫化物氧化（18%）;硝酸盐主要来自有机化肥和生活污水（62%）、大气降水和化肥中NH4+（24%）和土壤中有机氮（14%）。研究区地下水硫酸盐和硝酸盐受人为影响明显。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 选题依据与意义
•   1.2 国内外研究进展
•     1.2.1 国内外研究现状
•       1.2.1.1 国内研究现状
•       1.2.1.2 国外研究现状
•     1.2.2 科学问题的提出
•   1.3 研究内容与目标
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 研究目标
•   1.4 研究方法与路线
•     1.4.1 研究方法
•     1.4.2 技术路线
• 第二章 研究区概况
•   2.1 自然地理特征
•     2.1.1 地理位置
•     2.1.2 气象水文
•     2.1.3 地形地貌
•   2.2 水文地质条件
•     2.2.1 地层岩性
•     2.2.2 地质构造
•     2.2.3 含水岩组
•   2.3 人类活动情况
•   2.4 数据的可靠性检验
• 第三章 岩溶地下河系统特征识别
•   3.1 地下河示踪试验
•   3.2 地下水补径排特征
•     3.2.1 氢氧同位素
•     3.2.2 地下河系统流量统测
•   3.3 地下水动态特征
•   3.4 地下水系统环境容量研究
•   3.5 小结
• 第四章 地下河系统水文地球化学特征
•   4.1 物理指标变化特征
•     4.1.1 pH
•     4.1.2 TDS
•     4.1.3 总硬度
•   4.2 水化学变化特征
•     4.2.1 阳离子
•     4.2.2 阴离子
•   4.3 三氮变化特征
•   4.4 水化学类型
•   4.5 小结
• 第五章 地下河水文地球化学过程辨析
•   5.1 水化学组分形成机制探讨
•     5.1.1 Gibbs模型分析
•     5.1.2 主成分分析
•     5.1.3 聚类分析
•   5.2 地下河系统敏感性分析
•   5.3 地下水离子来源分析
•     5.3.1 相关性分析
•     5.3.2 离子比例系数法
•   5.4 多环境同位素解析
•     5.4.1 硫同位素
•     5.4.2 氮氧同位素
•   5.5 小结
• 第六章 结论与展望
•   6.1 结论与创新点
•     6.1.1 主要结论
•     6.1.2 主要创新点
•   6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 吴贻创

导师: 何守阳

关键词: 岩溶地下水,水文地球化学,环境同位素,人类活动,水岩作用

来源: 贵州大学

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

单位: 贵州大学

分类号: X523;X14

总页数: 85

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