孔隙水化学场论文-曹阳,申月芳,焦志亮,翟远征,杨耀栋

孔隙水化学场论文-曹阳,申月芳,焦志亮,翟远征,杨耀栋

导读:本文包含了孔隙水化学场论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:孔隙水,水化学特征,垂向分布,成因分析

孔隙水化学场论文文献综述

曹阳,申月芳,焦志亮,翟远征,杨耀栋[1](2019)在《中新天津生态城孔隙水化学垂向分布及其成因》一文中研究指出中新天津生态城是典型的海岸带建设城市,其复杂的水文地质条件制约着地下空间建设。为查清地下空间水质的垂向分布情况,利用中新天津生态城11个深度为40.0m的钻孔采取不同深度的原状土样,并采用气体压榨法得到土样中的孔隙水样品,对孔隙水的pH值,总硬度,TDS、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、CO32-、HCO3-、SO42-、Cl-、Sr、Br质量浓度,Cl/Br,γNa/γCl及8 7Sr/86Sr等水化学和同位素参数进行了测试分析。结果显示,孔隙水中水化学成分的质量浓度存在显着的垂向差异(最大相差4倍):受潮滩生卤影响,北部除HCO3-外,其他所有离子最大质量浓度出现在地下5.0m左右;受地表水影响,中部与南部Cl-最大质量浓度出现在埋深15.0m左右,其余离子分布规律与Cl-基本一致。水化学和同位素特征联合表明,埋深小于20.0m的孔隙水表现出明显的现代海水特征,说明其主要受现代海水影响;埋深大于20.0m的孔隙水化学特征受现代海水和水岩相互作用综合影响,且受古沉积水影响明显。(本文来源于《吉林大学学报(地球科学版)》期刊2019年04期)

葛勤[2](2018)在《沿海地区弱透水层孔隙水水化学形成与演化》一文中研究指出弱透水层是地下水流系统的重要组成部分,在含水层地下水的形成演化过程中起到重要的作用。其渗透性极低,是含水层的天然保护屏障,同时也保存着地下水形成时期的古环境信息。长期以来,相对于含水层地下水的水质、水量演化等方面的研究,弱透水层孔隙水(以下简称孔隙水)的研究进展缓慢,研究成果多集中在包气带或浅层饱水带,深层孔隙水的研究较少。明确弱透水层孔隙水的形成及演化过程,是认识弱透水层在水文地质研究中重要作用的关键。本文以苏北沿海平原为典型研究区,以弱透水层孔隙水为古环境记录的信息载体,通过多组室内实验及多方法的对比分析,确定了黏性土有效扩散系数D_e和渗透参数K的测定方法;在水化学及同位素分布特征的基础上,探讨了孔隙水的补给条件和盐分来源;结合沉积环境及历史古水文地质事件,构建了弱透水层–含水层系统孔隙水的形成与演化过程,判识了孔隙水的形成环境和时期。具体结论和认识如下:(1)孔隙水的形成条件。以盐城市SY1-250 m、SY2-120 m和连云港市SY3-350 m叁个钻孔为例,通过对钻孔连续孔隙水矿化度(TDS)、主要离子(Cl~-、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、Br~-)及氘氧同位素组分的分析,发现了不同深度孔隙水的盐分差别较大(TDS:0.03-26.1 g/L),1号组和3号组孔隙水的高盐分分别主要来源于全新世(MIS 1)海水和晚更新世海侵(MIS 5)残余的海水,2号组孔隙淡水主要接受晚更新世冰期水的补给。(2)以Cl~-为示踪剂,利用混合平衡模型,确定了孔隙水中海水的混合比例。计算出研究区全新世(MIS 1)海水对孔隙水的贡献最高,最高约为82%;晚更新世海侵(MIS 5)海水的贡献总体低于5%。(3)孔隙水形成演化过程中的水岩相互作用。研究区不同盐分孔隙水的Na/Cl和Ca/Cl摩尔比变化各异,分析孔隙水ΔCa vs.ΔNa和(Ca~(2+)+Mg~(2+)-HCO_3~--SO_4~(2-))vs.(Na~++K~+-Cl~-)的关系,得出Ca-Na阳离子交换也是孔隙水形成过程中重要的水文地球化学作用,且在低盐环境中表现更为明显。(4)针对黏性土的低渗透特性和孔隙水运移参数测定的需要,本文自主设计研发了低渗透介质径向扩散实验仪,通过分析试样D_e和孔隙度的关系,验证了径向扩散实验测定黏性土D_e的可行性和准确性;同时,研发了低渗透介质高压渗透实验仪,对比分析了渗透实验、经验公式法及化学示踪法的预测结果,确定了低渗透介质K不同测试方法的适用条件;通过室内实验法得出,研究区弱透水层D_e数量级为1E-10 m~2/s,K主要分布区间为2.61E-08–9E-12 m/s。(5)建立了弱透水层–含水层系统孔隙水Cl~-末次盛冰期以来垂向一维的运移过程。以3个重要的水文地质时期:末次盛冰期(约25–15 ka BP)–全新世(约10 ka BP)海退时期、全新世–AD 1128海侵时期,AD 1128–至今海退成陆时期为模拟阶段,结合室内实测弱透水层溶质运移参数,采用变化的模拟边界和初始条件,结果表明,实测数据与理论模拟结果拟合较好,指示扩散作用是苏北沿海平原弱透水-含水层系统Cl~-运移的主要机制,并识别了第Ⅰ承压含水层补给期为晚更新世末次盛冰期(约2.5–1.5 ka BP),及全新世海侵海退的过程。(本文来源于《中国地质大学》期刊2018-05-01)

陈毅[3](2018)在《白洋淀流域平原区地下水—孔隙水的水化学特征和水文地球化学过程》一文中研究指出白洋淀是华北平原最大的淡水浅湖型湿地,有补充地下水、调节区域气候的功能。近年来由于流域上游水资源过度开发和气候干旱,干淀频繁出现,生态环境恶化,湖泊萎缩,湿地功能退化。本文以白洋淀流域平原的沉积物、孔隙水和地下水为研究对象,结合研究区水文地质条件及地下水演化的历史信息资料,综合利用水化学、同位素等方法,对研究区水化学特征和水文地球化学过程进行了系统的研究,并分析了古气候变化对孔隙水的氧同位素、化学特征的影响,具有一定的理论和实际意义。取得了以下主要认识:(1)研究区弱透水层沉积物大部分宏量元素组分含量高于临近含水层沉积物。随着深度增加,由于元素的淋失迁移,大部分元素含量逐渐降低;而Fe、Mn、Ti等由于受陆源碎屑产物输入控制,在弱透水层封闭环境下逐渐沉积,随深度增加含量逐渐升高。各微量元素主要受Fe、Ti等元素的控制,在弱透水层沉积物中随深度增加含量逐渐升高,而在含水层中逐渐降低。(2)研究区孔隙水均接近中性到弱碱性;相比含水层孔隙水,弱透水层沉积物孔隙水有较高的EC值;两者主要阴离子均为HCO_3~-,Na~+是主要的阳离子。随着深度的增加,孔隙水的赋存环境从氧化条件逐渐过渡为还原条件,HCO_3~-浓度的升高,pH升高,Na~+浓度增加,而Ca~(2+)、Mg~(2+)浓度降低。,水化学类型由混合型水变为HCO_3·SO_4-Na型。孔隙水的氢氧同位素结果表明,含水层孔隙水来源为受蒸发作用影响下的大气降水,而弱透水层沉积物孔隙水则表现出古大气水的特征。(3)研究区地下水接近中性到弱碱性,其主要阳离子为Na~+,主要阴离子为HCO_3~-离子;沿地下水径流方向水化学类型变化不大,但是随着深度的增加,Na离子的含量逐渐增加,水化学类型逐渐变为HCO_3·SO_4-Na型水。地下水的氢氧同位素特征表明其为受蒸发作用下的大气降水,且深层地下水的补给高程更高或者温度更低。地下水和含水层孔隙水的水化学特征相似,水化学过程基本相同,因此可以用含水层孔隙水代替地下水进行水化学分析,得到更加精确深度上的地下水化学信息。(4)决定研究区地下水和孔隙水的主要水文地球化学过程有水解过程、蒸发浓缩过程、阳离子交换过程及氧化还原过程。相比深层含水层,浅层含水层蒸发作用更强烈,两者都有硅酸岩的风化水解作用的影响,主要来源矿物为碱土硅酸盐和正长石;浅层含水层还受到碳酸岩的风化作用的影响,主要来源矿物为方解石、斜长石和云母;深层含水层还受到蒸发盐(盐岩)的水解作用的影响。浅层和深层含水层均有阳离子交换作用的发生,深层的阳离子交换作用更强。深层含水层处于还原环境,有脱硫酸作用的发生。(5)利用~(14)C、光释光和古地磁的方法对ZK1钻孔沉积物进行年代测量,构建了典型钻孔的年代格架。并通过对沉积物孢粉结果的分析重建3.10 Ma BP以来的古植被、古气候的演化规律:(1)第叁纪气候较为温暖湿润;(2)第四纪更新世以冰期寒冷干燥的气候为主,中间可见叁次明显的间冰期温暖湿润的气候;(3)全新世以来,气候明显转暖。气候的剧烈变化会影响孔隙水的氧同位素和Fe、Al、K等元素的浓度。较温暖的气候下孔隙水氧同位素的值偏正,同时粘土矿物的水解加剧,使得孔隙水的Fe、Al、K升高。弱透水层孔隙水对气候变化的响应更加显着。(本文来源于《中国地质大学(北京)》期刊2018-05-01)

徐欣如[4](2018)在《酸性矿业废水对农田土壤剖面孔隙水化学组成的影响及机理探讨》一文中研究指出矿区的硫化物矿物与空气和水接触后通过氧化还原反应生成的酸性矿业废水具有低pH、低营养、高硫酸盐、高重金属的特点,通过灌溉、地表径流、水分下渗等方式进入土壤和水体,造成污染。本文以安徽省铜陵市某处受酸性矿业废水污染的农田土壤孔隙水为研究对象,通过野外采样和实验室模拟的研究方法,分析了不同剖面深度,土壤孔隙水理化性质的变化特点,探讨了酸性矿业废水对土壤孔隙水的影响,以期从科学的角度诠释酸性矿业废水对土壤的危害,为铜陵地区酸性矿业废水的污染风险评价和污染土壤修复提供理论依据。主要研究结果如下:1.植物生长、剖面深度和时间变化,均会影响酸性矿业废水污染土壤的孔隙水各组分含量,尤其是孔隙水中的养分和金属含量。(1)在剖面深度上,酸性矿业废水污染土壤孔隙水pH和HC03_含量整体未发生显着变化;两种试验区域(种植和未种植植物)土壤孔隙水7月和10月的总碳、12月的F-含量随剖面深度的增加逐渐增加,而10月的电导率(EC)逐渐降低,未受到植物生长的影响;孔隙水7月份的NH3-N、Fe2+、Fe、Mn含量,10 月份的 HSiO3-Cu、Ti 含量和 12 月份 EC、NO3_-N、Ca2+.、(T、SO42-、HSiO3-、S2_、Al、Mn含量受到植物生长的影响较为显着。(2)在采样时间上,酸性矿业废水污染土壤孔隙水pH和NH3-N含量在各剖面深度整体未发生显着变化;两种试验区域(种植和未种植植物)土壤孔隙水Ec、NO3--N、Cl-、Al、Cu含量逐渐增加,总碳(TC)含量逐渐降低,未受到植物生长的影响;孔隙水Ca2+、F-、SO42-、HSiO3-、HCO3-、S2-、Fe、Mn含量在两种试验区域(种植和未种植植物)随着采样时间的变化,呈现完全不同的变化趋势。2.通过野外试验和实验室土柱试验模拟,初步揭示酸性矿业废水对土壤孔隙水理化性质的影响过程。酸性矿业废水淋洗降低剖面土壤孔隙水pH值,进而导致孔隙水养分改变和主要矿质元素变化。酸性矿业废水的淋洗会增加土壤环境H+和盐类离子含量,降低孔隙水pH值,增加孔隙水EC。孔隙水NH3-N和K+主要分布在剖面层0-20 cm,其含量随着剖面深度的增加显着降低,且孔隙水NH3-N的降低速率大于K+。孔隙水SO42-含量随酸性矿业废水淋洗时间的增加显着增加,剖面层0-60 cm的孔隙水SO42_含量较高,且增长速率较大。孔隙水Fe和Mn分别富集在剖面层0-20 cm和20-40 cm,而该剖面范围也是作物根际的主要活动区域。酸性矿业废水淋洗会造成土壤氮素和钾素的淋失,土壤板结严重和土壤养分降低,这与铜陵长期受酸性矿业废水污染的农田土壤表现的特点相同。(本文来源于《安徽大学》期刊2018-05-01)

李静,梁杏,陈乃嘉,张亚年,杨吉龙[5](2017)在《地球化学模拟方法确定黏性土孔隙水化学组分》一文中研究指出黏性土孔隙水的地球化学行为对于弱透水层水质水量研究、污染物在黏性土中的迁移、核废物储存场址评价及油气储层的盖层评价等均具有重要作用。受低渗透性限制,传统方法提取黏性土孔隙水非常困难。通过实验测定黏性土的物化特性,利用PHREEQC软件模拟计算了孔隙水组成。通过浸提实验,利用阴离子可通过孔隙度(50%总孔隙度)确定模型中孔隙水的Cl-和SO2-4含量;根据岩土的阳离子交换量及各离子的交换选择系数,矿物沉淀-溶解平衡,确定了孔隙水的主要化学组分。结果显示,模拟的孔隙水化学组分与压榨液(相当于原位孔隙水)相近,不同于浸提液。传统的浸提方法不可直接换算为孔隙水,受矿物可交换点阳离子的释出与矿物溶解影响,各离子含量被明显高估。模拟所得天津滨海区黏性土阳离子交换量为13.4~37.8 meq/100g土,可交换离子以Na、Mg、Ca为主。所得孔隙水为还原环境,且随着深度增加,还原性增强。模型中所选矿物均为平衡状态,溶液中可能存在的矿物大部分为未饱和或平衡状态,仅部分含Fe、Al矿物过饱和。由结果可知Fe含量偏高,对控制Fe元素的矿物需进一步精确测定。本方法在低渗透,超固结,低含水量介质的孔隙水相关研究中将发挥重要作用。(本文来源于《水文地质工程地质》期刊2017年01期)

张丽华[6](2015)在《傍河开采条件下河床沉积带孔隙水水化学演化规律研究》一文中研究指出沈阳市作为东北最大的城市,地下水一直是该市的主要供水水源。黄家水源地为典型的傍河取水型水源地,辽河水的补给是区域地下水的主要补给项。在河水入渗补给地下水过程中,河床沉积带内的微生物活性最强、有机质含量最高,该带内所发生的生物地球化学作用对地下水质影响程度较为明显。开展傍河开采条件下河床沉积带孔隙水水化学演化规律的研究,深入分析河水入渗过程中孔隙水水化学组分含量的变化特征、各组分参与的水文地球化学作用及其影响因素,有助于揭示河水入渗补给地下水过程中生物地球化学作用机制,分析傍河水源地水质演化的过程,从而为保障水源地供水安全提供科学依据。本文依托于国家自然科学基金项目“傍河地下水开采影响下潜流带内铁锰的生物地球化学行为研究”,在分析沈阳市黄家水源地地质及水文地质条件的基础上,对黄家水源地河床沉积带孔隙水水化学演化规律进行研究,以期为傍河型水源地安全供水提供参考。通过研究得到以下几点认识:1、辽河河床沉积带介质特征存在一定的垂向变化规律,随深度增加,河床沉积物中砂粒含量增加,土壤有机碳含量降低。2、河床沉积带内的氧化还原作用是孔隙水水化学演化的主要驱动力,在近岸带,河床下90cm范围内,共可分为叁个氧化还原带。0~20cm为氧化-还原环境过渡带,有机碳还原了水中大量的氧气、全部硝酸根;20~60cm为相对还原环境,沉积带孔隙水中溶解氧含量较小,主要发生的氧化还原作用是锰矿物的还原性溶解;60~90cm为还原环境带,主要发生的氧化还原作用是铁矿物的还原性溶解。3、室内柱模拟实验过程中,变化较大的指标有溶解氧含量、硝酸根含量、总锰含量及总铁含量。河水入渗速度较慢时,氧气、硝酸根的消耗速度较快,相同时间内,水中总铁、总锰含量增加更大。沉积物介质是否灭菌对氧气、硝酸根等的消耗速度影响不大,但对铁锰含量变化影响较大。入渗水中溶解有机碳含量对氧化还原作用影响较大,较高的溶解有机碳含量可以迅速消耗水中的溶解氧、硝酸根,同时还原铁锰等矿物,增加水中铁锰含量。4、根据实验结果进行河床沉积带孔隙水水化学演化的地球化学模拟研究,经模拟研究定量化给出了不同实验条件下各氧化还原作用随时间变化规律。河水入渗速度较快时,各氧化还原作用强度较弱,高溶解有机碳含量条件下,各氧化还原作用强度相对较强。(本文来源于《吉林大学》期刊2015-05-01)

赵智,王超,陈建生[7](2015)在《同位素及水化学方法研究黏性土孔隙水的运动特征》一文中研究指出为讨论黏性土中孔隙水的运动特征,运用水化学及氯、氦、氩同位素方法,通过分析主要阴阳离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、Br-等)、同位素37Cl和18O、D及惰性气体(He、3He/4He和36Ar/40Ar)与深度的变化特征来探讨黏性土中孔隙水的起源、水化学特征和孔隙水运动特征。发现研究区内(0~100)m孔隙水中Na+,Cl-随深度增加而减小,但其变化速率逐渐变大,在78.8m处出现突变,最后平缓,表明孔隙水运移速率在垂向上先快后慢;而孔隙水中Cl-/Br-比值随深度呈明显的分带性:(16.2~37.7)m、(53.5~78.8)m两个深度段,Cl-/Br-比高达4 691.25或无穷大,体现出明显的淡水起源,(37.7~49.5)m时Cl-/Br-比为508.36~2 751.71,(88.4~97.1)m时Cl-/Br-比为277.50~288.25,孔隙水表现出海水起源的特征;在(16.2~68.2)m深度内,其δ37Cl(‰)变速速率也是逐渐加快,在(68.2~97.1)m内逐渐变慢,也表明孔隙水在该段的流速随着深度增加而加快,且Cl-沿着垂直方向上可能在不同程度富集35Cl;其3He/4He和36Ar/40Ar比值与大气中比值相似。(本文来源于《科学技术与工程》期刊2015年02期)

李静,梁杏,毛绪美,王聪,柳富田[8](2012)在《水化学揭示的弱透水层孔隙水演化特征及其古气候指示意义》一文中研究指出地下水开采、弱透水层释水,以及污染物迁移转化、高危废物深埋选址等水文地质和工程地质活动中,弱透水层的作用越来越受到重视.了解弱透水层孔隙水的演化特征是认识弱透水层作用的首要问题.采用机械压榨法提取了曹妃甸地区某钻孔0~100m粘性土孔隙水,对孔隙水化学特征进行了分析.结果显示钻孔粘性土孔隙水呈碱性,总溶解固体为7.26~26.89g/L,从浅到深逐渐减小;陆相沉积层Cl/Br比趋向无穷大,而海相沉积层仅为279~289.分析得出弱透水层孔隙水基本为岩层沉积水,陆相和海相沉积层孔隙水分别显示出淡水和海水起源特征,没有后期海水入侵影响迹象;Cl-、Na+变化趋势主要受蒸发浓缩作用影响,SO42-受硫酸盐的还原作用和石膏的溶解作用共同控制,Ca2+、Na+、K+还受到沉积过程中阳离子交换与吸附作用影响;由δ18O重建晚更新世古气温为5.21~5.81℃,浅部40m以内计算的气温偏高是由于全新世气候变暖、孔隙水向下扩散迁移混合的影响.(本文来源于《地球科学(中国地质大学学报)》期刊2012年03期)

刘亚男[9](2011)在《淋洗对滩涂土壤孔隙水化学特征及重金属作物有效性的影响》一文中研究指出本文以珠江口湿地滩涂土壤为研究对象,采用淋洗脱盐的方法研究阴阳离子共存的盐分变化对重金属化学形态、迁移转化及作物有效性的影响,以期为重金属污染的滩涂土壤的开发与利用提供科学依据。通过对珠江口湿地滩涂土壤的淋洗实验,对不同脱盐阶段,土壤孔隙水的盐分离子与土壤中各重金属含量及各重金属不同形态的含量进行监测与分析。结果表明,淋洗后较淋洗前各盐分离子的下降率分别为:Na+80.3%、K+73.5%、Mg2+ 86.6%、Ca2+90%、Cl-81.8%, SO42-98.2%,土壤孔隙水的pH值呈上升趋势;土壤中各重金属的下降率分别是Cd 26.6%、Pb 22.8%、Cu 16.9%、Cr 7.9%、Zn 9.1%,碳酸盐结合态的重金属下降率分别为:Pb 77.8%、Cr 61.7%、Cu 68.4%、Zn 67.1%、Cd 7.1%,铁锰氧化物结合态的Cd和Pb分别是49.1%和23.5%。淋洗脱盐过程改变了土壤重金属的化学形态、迁移状况。对淋洗之后含不同盐分的珠江口滩涂土壤进行土培实验,配制与其盐分、重金属含量相近的营养液进行水培实验,来研究淋洗脱盐对重金属作物有效性的影响。结果表明,土培实验中,苋菜根部Cd、Pb、Cr、Ni、Cu的含量>茎叶中的含量,淋洗脱盐能够抑制根部吸收重金属Cd、Pb、Cr、Cu,促进其吸收重金属Ni,能够抑制茎叶吸收Cd、Pb、Cu;在不同脱盐梯度下,苋菜茎叶对Zn的转运能力最强,对Cr的转运能力最弱。水培实验中不同盐分梯度下,苋菜体内Cd、Pb、Cr、Zn、Ni的分布规律也是根系部分>茎叶部分,Cu是茎叶部分>根系部分:营养液中盐分梯度下降能够抑制根系吸收Cd、Pb、Cr、Cu,促进对Zn的吸收,同时茎叶对Cd、Cu的吸收会下降,对Zn和Ni的吸收会增强;根系吸收不同重金属能力的大小顺序是Zn>Cd>Cu≈Ni>Cr>Pb,茎叶吸收重金属能力的大小顺序是Zn>Cu>Cd>Ni>Cr>Pb;茎叶转运不同重金属能力的大小顺序是Cu>Zn>Cd、Ni、Cr、Pb。(本文来源于《暨南大学》期刊2011-05-01)

Tsutomu,Iyobe,Akira,Haraguchi[10](2010)在《日本北海道东部高位泥沼远东红皮云杉、库页冷杉和日本桤木树干茎流化学及其对沼泽孔隙水化学的影响(英文)》一文中研究指出在日本北海道高位泥沼池,调查了远东红皮云杉(Piceaglehnii)、库页冷杉(Abies sachalinensis)和日本桤木(Alnusjaponica)树干茎流液的化学性质和泥炭孔隙水的化学性质,包括了横切和纵切面孔隙水化学性质。沼泽森林树干基部茎流对泥炭孔隙水化学性质有明显的作用,而且树基部的泥炭孔隙水化学性质具有物种特异性。远东红皮云杉茎流液和泥炭孔隙水中盐分含量最高,日本桤木则最低;盐分从茎基部向树冠形成浓度梯度。树冠下泥炭孔隙水化学受化学过程控制,孔隙水充沛条件下,控制作用减弱,因地势平缓(<1°)茎流移动缓慢。事实上,泥炭孔隙水充足会使茎流化学物质浓度降低。微生物活动、优势树冠的营养再生介导的表面水和茎流对森林沼泽地微生境化学环境的空间异质性有贡献。图2表2参44。(本文来源于《Journal of Forestry Research》期刊2010年02期)

孔隙水化学场论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

弱透水层是地下水流系统的重要组成部分,在含水层地下水的形成演化过程中起到重要的作用。其渗透性极低,是含水层的天然保护屏障,同时也保存着地下水形成时期的古环境信息。长期以来,相对于含水层地下水的水质、水量演化等方面的研究,弱透水层孔隙水(以下简称孔隙水)的研究进展缓慢,研究成果多集中在包气带或浅层饱水带,深层孔隙水的研究较少。明确弱透水层孔隙水的形成及演化过程,是认识弱透水层在水文地质研究中重要作用的关键。本文以苏北沿海平原为典型研究区,以弱透水层孔隙水为古环境记录的信息载体,通过多组室内实验及多方法的对比分析,确定了黏性土有效扩散系数D_e和渗透参数K的测定方法;在水化学及同位素分布特征的基础上,探讨了孔隙水的补给条件和盐分来源;结合沉积环境及历史古水文地质事件,构建了弱透水层–含水层系统孔隙水的形成与演化过程,判识了孔隙水的形成环境和时期。具体结论和认识如下:(1)孔隙水的形成条件。以盐城市SY1-250 m、SY2-120 m和连云港市SY3-350 m叁个钻孔为例,通过对钻孔连续孔隙水矿化度(TDS)、主要离子(Cl~-、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、Br~-)及氘氧同位素组分的分析,发现了不同深度孔隙水的盐分差别较大(TDS:0.03-26.1 g/L),1号组和3号组孔隙水的高盐分分别主要来源于全新世(MIS 1)海水和晚更新世海侵(MIS 5)残余的海水,2号组孔隙淡水主要接受晚更新世冰期水的补给。(2)以Cl~-为示踪剂,利用混合平衡模型,确定了孔隙水中海水的混合比例。计算出研究区全新世(MIS 1)海水对孔隙水的贡献最高,最高约为82%;晚更新世海侵(MIS 5)海水的贡献总体低于5%。(3)孔隙水形成演化过程中的水岩相互作用。研究区不同盐分孔隙水的Na/Cl和Ca/Cl摩尔比变化各异,分析孔隙水ΔCa vs.ΔNa和(Ca~(2+)+Mg~(2+)-HCO_3~--SO_4~(2-))vs.(Na~++K~+-Cl~-)的关系,得出Ca-Na阳离子交换也是孔隙水形成过程中重要的水文地球化学作用,且在低盐环境中表现更为明显。(4)针对黏性土的低渗透特性和孔隙水运移参数测定的需要,本文自主设计研发了低渗透介质径向扩散实验仪,通过分析试样D_e和孔隙度的关系,验证了径向扩散实验测定黏性土D_e的可行性和准确性;同时,研发了低渗透介质高压渗透实验仪,对比分析了渗透实验、经验公式法及化学示踪法的预测结果,确定了低渗透介质K不同测试方法的适用条件;通过室内实验法得出,研究区弱透水层D_e数量级为1E-10 m~2/s,K主要分布区间为2.61E-08–9E-12 m/s。(5)建立了弱透水层–含水层系统孔隙水Cl~-末次盛冰期以来垂向一维的运移过程。以3个重要的水文地质时期:末次盛冰期(约25–15 ka BP)–全新世(约10 ka BP)海退时期、全新世–AD 1128海侵时期,AD 1128–至今海退成陆时期为模拟阶段,结合室内实测弱透水层溶质运移参数,采用变化的模拟边界和初始条件,结果表明,实测数据与理论模拟结果拟合较好,指示扩散作用是苏北沿海平原弱透水-含水层系统Cl~-运移的主要机制,并识别了第Ⅰ承压含水层补给期为晚更新世末次盛冰期(约2.5–1.5 ka BP),及全新世海侵海退的过程。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

孔隙水化学场论文参考文献

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孔隙水化学场论文-曹阳,申月芳,焦志亮,翟远征,杨耀栋
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