窟野河流域不同水体水化学与同位素特征研究

发布时间：2020-08-25 10:50

【摘要】：窟野河流域地处神府煤矿区,流域内生态环境脆弱、水资源短缺、水质比较复杂、水环境状况不佳。开展窟野河流域不同水体的水化学及氢氧稳定同位素特征的分析,可为探讨地表水-地下水的相互转化关系、揭示高强度人类活动影响下的流域水循环过程提供理论基础,为实现水资源、生态环境保护与能源开发并举的目标提供科学的决策依据。本文通过野外调查取样和室内测试分析,应用水化学和同位素技术,分析了窟野河流域不同水体的水化学和氢氧同位素特征,探讨了不同水体的关系。得到如下的结论和认识:(1)窟野河流域河水呈弱碱性,河水中阳离子以Na~+、Ca~(~(2+))为主,阴离子以HCO_3~-为主。窟野河河水中Na~+来源于岩盐的溶解、离子交换和蒸发;Ca~(2+)和Mg~(2+)的来源主要有碳酸盐矿物、硫酸盐矿物和硅酸盐矿物的溶解,不同河段有所差异;HCO_3~-来自碳酸盐的溶解。河水的水化学主要受岩石溶滤与蒸发浓缩作用的控制。(2)窟野河流域地下水均呈弱碱性。乌兰木伦河段生活用水以Na~+和HCO_3~-占绝对优势,矿井水与窟野河段灌溉用水以Ca~(2+)和HCO_3~-占绝对优势,矿井水随着与河道距离的增加,与河水的联系逐渐减少。地下水水化学的主要控制因素为岩石溶滤作用。(3)窟野河上游河水水化学类型主要为HCO_3·SO_4-Na·Ca型,下游为SO_4·HCO_3~-Na·Ca型;地下水中,上游生活用水水化学类型随着井深的增加由HCO_3~-Na·Ca型转变为Cl·HCO_3~-Ca·Na型,矿井水为HCO_3~-Na·Ca型。下游灌溉用水水化学类型与下游河水一致。(4)窟野河流域降水线方程:δD=6.5111δ18O-13.09(R2=0.97)。窟野河地下水与河水的主要来源为大气降水,并且经历了一定强度的蒸发作用。从上游向下游,河水的氢氧同位素组成有逐渐富集的趋势。上游河水与矿井水的δD和δ18O值相似,两者水力联系比较密切;生活用水由于取样井深的不同和距离河道远近的不同导致各样点氢氧同位素含量具有一定的差距。下游河水与灌溉用水的δD和δ18O值相近,两者水力联系密切。(5)从水化学和氢、氧同位素分析可知:上游乌兰木伦河段矿井水与河水有较为密切的联系,下游窟野河段的灌溉用水与河水有密切的联系,表明近年来河流径流的显著减少甚至断流和河道沿岸大量的煤矿开采及农业灌溉等人类活动有着密切的关系。
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P342

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