中国北方高砷地下水分布特征及成因分析

７４８中国地质２０１０伍
图１研究区位置与水文地质条件示意图
Ｆｉｇ．１
Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｍａｐｓｈｏｗｉｎｇｌｏｃａｔｉｏｎａｎｄｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙ
集中供水主要开采层：第二承压层以粉细砂为主。

水位埋深１６０，－－２８０ｍ．目前开发利用较少。

多层结构区．潜水水位埋深一般在１．沪３．０ｍ．承压水水位埋深一般小于６．０ｍ：靠近山前地区。

承压水水位低于潜水１ｍ以上．平原中部在１ｍ以内。

平原西部山前，地下水白贺兰山流向平原盆地。

地下水自西向东流，水力坡度大，径流条件好；平原中东部．受平原地势和黄河影响．地下水自西南向北东流，水力坡度明显减小。

径流条件变差。

２采样与测试
地下水采样时间为非灌溉干旱季节．分别于２００７年１１—１２月和２００８年１１—１２月两次采样。

现场测定水温、ｐＨ值、Ｅｈ值、电导率、溶解氧（Ｄｏ）。

其他测试项目在实验室按相应国家标准进行测定．主要测试方法和仪器包括常规滴定法、原子吸收分光光度计、紫外可见分光光度计、原子荧光光度计和式波极谱仪。

３地下水水化学特征
３．１区域水化学特征
从研究区地下水常规化学成分的基本特征（表１）可以看出：研究区地下水ｐＨ值范围在７．１８－８．５８。

表Ｉ各含水层主要水质指标的统计结果（单位：ｍｇｍ）Ｔａｂｌｅ１Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓｏｆｍａｊｏｒｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙ
ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｉｎａｑｕｉｆｅｒｓ
属于中性偏碱性水．潜水ｐＨ的平均值为７．７．略低于承压水的８．０８。

潜水和承压水中各主要离子浓度变化规律一致，阳离子为：Ｎａ＋＞Ｃａｚ＋＞Ｍ矿＞Ｋ＋；阴离子为：ＨＣ０３＞ＳＯｊ－＞Ｃ１一。

各种离子浓度及水化学指标变化范围较大．潜水主要离子浓度一般大于承压水。

如潜水Ｎａ＋的范围为３０．８—１２８９．９ｍｇ／Ｌ。

最大值与最小值相差４０倍，平均值为２４０．９ｍｇ／Ｌ；而承压水中Ｎａ＋浓度则相对较小．变化范围为１２．３～８２０．０ｍｇ／Ｌ，平均值为１４０．９
ｍｇ／Ｌ。

中国北方高砷地下水分布特征及成因分析
作者：韩双宝， 张福存， 张徽， 贾小丰， 何锦， 李旭峰， HAN Shuang-bao， ZHANG Fu-cun ， ZHANG Hui， JIA Xiao-feng， HE Jin， LI Xu-feng
作者单位：中国地质调查局水文地质环境地质调查中心,河北,保定,071051
刊名：
中国地质
英文刊名：GEOLOGY IN CHINA
年，卷(期)：2010，37(3)
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1.期刊论文于艳青.余秋生.薛忠歧.尹秉喜.YU Yan-qing.YU Qiu-sheng.XUE Zhong-qi.YIN Bin-xi同位素技术判
定银川平原地下水补给模式-宁夏工程技术2005,4(3)
应用同位素技术研究银川平原地下水特征表明:银川平原地下水具有不同的补给模式:贺兰山洪积扇的单一潜水主要接受大气降水及山前侧向径流补给,受补给源所限,地下水滞留时间较长,更新能力较差;引黄灌区内潜水,主要接受黄河灌溉水的入渗补给,其中青铜峡单一潜水地下水更新能力强于银川以北地区.平原深部承压水为古地质时期补给形成的"古水",地下水交替缓慢;城市地下水集中开采区,承压水具备新老掺和及现代水的特征,开采层接受上覆含水层的越流补给,承压水地下水流速自开采区边缘向开采中心增快.
2.期刊论文王改平.吴学华.杨建.刘铮.WANG Gai-ping.WU Xue-hua.Yang Jian.LIU Zheng银川平原与地下水相关
的生态环境及演变-宁夏工程技术2006,5(3)
针对银川平原与地下水相关的土壤盐渍化、土地荒漠化、湖泊湿地面积萎缩,以及地下水水位持续下降等生态环境问题,结合遥感解译技术,对存在各种生态环境的分布、历史演变过程进行了分析.结果认为,银川平原各种生态环境问题的产生主要是由于引黄灌溉方式的不合理和人为盲目开采地下水造成的;从地下水及生态环境可持续发展的角度出发,提出了对各种生态环境问题整治的措施,即完善排灌系统工程;竖井排水调控地下水位;坚持以林牧为主,多种经营综合治理;强化管理,严惩破坏行为.
3.期刊论文薛忠歧.余秋生.于艳青.尹秉喜.于建华.XUE Zhong-qi.YU Qiu-sheng.YU Yan-qing.YIN Bing-xi.YU
Jian-hua银川平原地下水同位素特征分析-合肥工业大学学报（自然科学版）2006,29(5)
地下水同位素特征表明银川平原地下水具有不同的补给模式.贺兰山洪积扇单一潜水主要接受山区侧向径流及大气降水补给;青铜峡洪积扇单一潜水及冲湖积平原上覆潜水,主要接受黄河灌溉水的入渗补给.天然状态下,承压水为古地质时期补给形成的"古水",地下水交替缓慢;开采状况下,平原东部承压水受到了现代补给水的影响,潜水越流量占补给量的50%左右.针对平原区不同的水文地质条件及循环特征,建议采取相应的措施,合理开发利用水资源.
4.学位论文连珺银川平原地下水的环境同位素示踪2007
本文在野外调查的基础上，应用环境同位素方法，对银川平原地下水的补给机理和循环模式进行了分析，研究成果为客观认识该地区地下水的的可更新能力，制定合理的水资源开发利用模式提供了科学依据。

这对于保证当地经济的可持续发展、缓解水资源短缺矛盾，保护银川平原地下水资源具有重要的意义。

主要的研究内容和结论如下：
(1)根据大气降水的同位素资料，阐明了大气降水δ18O的季节变化及其与降雨量、蒸发量的关系，建立了银川平原雨水线方程，与全球雨水线比较，得出结论认为研究区雨水在下降过程中明显受到了强烈蒸发作用的影响。

(2)分析了研究区黄河水、湖水、单一潜水、上覆潜水、承压水的环境同位素分布特征，在此基础上，研究了各区地下水的补给来源，探讨了各类水体之间的相互关系，确定了单一潜水区潜水和多层结构区上覆潜水补给源的补给比例，潜水和承压水的越流补给比例及排水沟排泄地下水的比例。

结果表明：贺兰山东麓山前洪积倾斜平原单一潜水主要由基岩裂隙水补给，青铜峡黄河冲积扇单一潜水及多层结构区上覆潜水主要由黄河水补给。

在城市地下水集中开采区，第一承压水接受上覆潜水的平均补给比例到达了64.17％，排水沟排泄地下水的比例为62％。

(3)利用同位素分馏理论计算了研究区湖水、上覆潜水、沟水的蒸发比例，得出结论认为：由南到北，湖水和上覆潜水受到蒸发作用的影响越来越大。

(4)利用插值法对银川平原1953年以来各年的大气降水氚浓度进行了恢复，通过建立指数模型计算出潜水的滞留时间，并拟合出平均年龄。

得出结论：研究区潜水积极参与了现代水循环，其平均更新时间为48年。

最后，利用Vogel、Tamers、Pearson模型计算出承压水年龄，表明除补给区和承压水水位漏斗区外，银川平原承压水年龄均属于“古水”，天然条件下径流缓慢、地下水更新速度小。

5.期刊论文金晓媚.万力.张幼宽.薛忠歧.殷瑛.Jin Xiaomei.Wan Li.Zhang Youkuan.Xue Zhongqi.Yin Ying银川
平原植被生长与地下水关系研究-地学前缘2007,14(3)
干旱区植被生长与地下水的关系是生态水文地质学研究的热点之一.西北内陆干旱地区降水稀少,植被的生长发育与地下水的关系极为密切,从大尺度上研究地下水变化的生态效应问题对生态环境的保护和恢复具有重要的意义.借助遥感方法,结合地下水观测数据,在区域尺度上定量地研究了中国银川平原地区地下水埋深及矿化度与植被生长的关系.结果表明:适宜植被生长的地下水埋深范围约为1～6 m,当地下水位埋深为3.5 m左右时,植被长势最好.而在水位埋深为3.5 m左右的地区, 植被生长的相对好坏又受地下水矿化度的影响.当地下水矿化度为0.9 g/L时对该地区植被的生长最为有利.
6.期刊论文王文科.韩锦萍.赵彦琦.郁冬梅.王红英银川平原水资源优化配置研究-资源科学2004,26(2)
该文在对银川平原水资源分布特点、开发利用现状及存在问题分析的基础上,以区域发展、生态环境保护和水资源可持续利用为依据,利用系统分析原理,建立了银川平原水资源优化配置模型,运用模型对区内工农业、生态环境用水以及地表水与地下水联合开发的合理配置进行了分析研究.结果表明:在满足不同水平年工农业及生态用水情况下,优化的地表水与地下水合理配水比例是:对盐渍化比较严重地区在实施地表水与地下水联合开发中,地下水开采所占比例大约在40%～55%之间;盐渍化中等地区,地下水开采占比例大约在35%～40%;盐渍化程度较弱地区地下水开采所占比例小于35%.这一结果有利于调控地下水位,体现了地表水与地下水联合开发的原则,节约了水资源,为区内水资源宏观开发利用与生态环境改善提供了科学依据.
7.期刊论文孙宪春.金晓媚.万力.SUN Xian-chun.JIN Xiao-mei.WAN Li地下水对银川平原植被生长的影响-现代
地质2008,22(2)
植被是反映区域性生态环境状况的重要指标之一,而地下水对植被的生长有着重要的影响.结合MODIS-NDVI遥感数据与地下水位观测数据,从大尺度上研究了银川平原地下水与植被的关系,并结合实测的数据,利用最小二乘法拟合出地下水位埋深与NDVI变化率的关系曲线,定量分析了地下水位埋深对植被生长的影响,并对适宜植被生长的地下水位埋深进行了探讨.研究结果表明:地下水位埋深在3 m时,植被长势最好;而适宜植被生长的地下水位埋深范围是1～5 m;当地下水位埋深超过5 m时,地下水位埋深对植被的影响逐渐减弱;当水位埋深超过8 m时,地下水位埋深对植被的生长没有影响.
8.期刊论文苏小四.林学钰.董维红.俞发康.SU Xiao-si.LIN Xue-yu.DONG Wei-hong.Yu Fa-kang银川平原深层地
下水14C年龄校正-吉林大学学报（地球科学版）2006,36(5)
地下水14C年龄的校正精度取决于对地下水溶解无机碳演化过程中影响地下水14C活度主要因素的准确识别及其影响程度的定量评价.以银川平原为例,在进行银川平原承压水反向地球化学反应路径模拟的基础上,识别出影响区内深层地下水碳酸演化的主要作用并进行深层地下水14C年龄的校正.研究认为,控制银川平原深层地下水化学演化的主要反应路径为碳酸盐矿物的沉淀和长石、角闪石、石膏等矿物的溶解以及Ca-Na离子交换.地下水流路径上所发生的水文地球化学反应对路径上14C的浓度变化影响较小.地下水14C年龄校正结果表明,除补给区和承压水水位漏斗区外,银川平原承压水年龄均在2 000 a以上,属"古水",天然条件下径流缓慢、地下水更新速度小.在承压水水位漏斗区外,沿地下水流方向,地下水年龄逐渐增大;而在承压水集中开采区,承压水的年龄明显小于路径上游地下水,潜水与承压水之间的垂向水力联系比较密切.
9.学位论文王晓娟银川平原地下水化学成分演化规律及其形成机制研究2005
本文在野外调查和地下水化学数据分析的基础上，研究了银川平原地下水化学成分的空间分布、演化规律及其形成机制。

研究成果为地下水资源合理开发利用以及地下水的污染防治提供了科学依据。

这对于保证当地经济的可持续发展、缓解水资源短缺矛盾，保护银川平原地下水资源具有重要的意义。

主要研究内容和结论如下：
1通过分析银川平原地下水化学类型和地下水化学组分的空间分布规律，发现地下水化学类型自西南部补给径流区到东北部排泄区依次出现HCO3-
→HCO3-+SO42-→SO42-+HCO3-→SO42-+Cl-→Cl-+SO42-的水化学分带。

同时TDS、硬度和各宏量组分都呈现一定的水平和垂直的分布规律。

2通过水化学组分的离子当量比值来分析地下水水质演化过程及演化特点，结果表明，地下水中钠的来源并不是单纯的岩盐溶解。

其钠离子的超出部分可能是因为地下水补给源的背景值较高以及硫酸钠蒸发沉积物在地下水径流过程中的溶解。

钙的来源除与方解石和白云石的溶解沉淀有关外，受石膏的溶解沉淀影响也较大。

3通过对地下水形成影响因素的研究，表明地下水化学成分的变化主要受地下水补给水源水化学性质、水岩作用和混合作用、蒸发浓缩作用以及区域内盐渍化土壤的影响。

4利用PHREEQC对水化学分析数据进行了水文地球化学模拟。

对地下水组分存在形式和矿物饱和指数进行了计算；同时沿地下水NNE流向，在不同地貌单元内进行了反向地球化学模拟。

模拟结果显示：地下水在整个水流路径上，石膏和盐岩的溶解占主导地位，方解石和白云石在不同的地貌单元有不同的饱和状态。

5通过对银川平原地下水同位素资料进行了分析，确定地下水是由大气降水和黄河水补给的，并且均受到一定的蒸发浓缩作用。

10.期刊论文刘惠敏.杨志.谷海萍.LUI Hui-ming.YANG Zhi.GU Hai-ping银川平原地下水资源合理配置调查评价
空间数据库的建设-宁夏工程技术2007,6(2)
为了使银川市地下水资源合理配置,调查评价数据实现可视化和服务全社会,更好地分析、利用和研究已有资料,从而为今后地下水可持续性利用、地下水动态监测数据的实时更新、地下水资源的动态预测服务.采用GIS技术和MAPGIS地理信息系统软件为平台,将大量的数据整理并录入,完成了空间数据
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