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地下水的特征范文1
[關鍵詞]k均值聚類 水化學特征 水文地質單元
[中圖分類號] P332.7 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-3-225-2
1引言
水文地質單元劃分是根據水文地質條件的差異性將所要研究的對象分成若干個小的區域，然后將研究對象進行分類，以期找到研究對象的某些規律的手段。一般而言，水文地質條件的差異性主要體現在研究對象的地形地貌、地質構造、地層條件以及氣象和水文等方面。然而，在實際操作中，由于地下條件的復雜性，我們根本無法準確了解整個區域的地質和水文條件。如局部區域可能存在小斷層和小溶洞等可以大大改變整個區域地下水的補給、徑流以及排泄條件的類外因素。但是從另一個角度來講，由于每個水文地質單元一般都具有統一的徑流、補給、排泄條件。
2傳統水文地質單元劃分方法的主要影響因素
2.1地形地貌的影響
所要研究區域的地形地貌雖不是影響水文地質單元劃分的主要因素。但是由于該區域的湖泊、河流等地表水可能成為地下含水層的補給水源，因此也可以將其作為水文地質單元劃分的依據。然而，依靠現有的科技水平，我們還無法將地下水和地表水的溝通情況準確確定，所以區域的地形地貌等只能作為進行水文地質單元的輔助劃分因素。
2.2地層條件的影響
地層條件必須首先考慮地層巖性。由于不同巖性的裂隙發育程度會有明顯差異，因此其富水性也會有所不同。所以在巖性變化較大的地區應進行分區處理。但如果是要研究某一含水層的地下水時情況時，由于其巖石的性質較為相似，故此時巖石性質應作為水文地質單元的輔助劃分因素。其次，還要考慮不同巖性的連通及滲透情況。一般而言，地下水在其中的運行情況會大大影響地下水水害的程度。最后，我們還要考慮隔水層和含水層的分布、產狀及其在地表的出露情況。如圖1所示為潛水、承水以及滯水含水層的產狀及分布情況，這些都會在一定程度上影響到水文地質單元的劃分。但在實際考察中發現，由于隔水層和含水層的產狀及分布特性可以很容易地在大范圍內被掌握。而局部小范圍的缺失或是厚度變薄，則無法精確判斷，因此可能會造成含水層的溝通，進而影響到整個區域的局部徑流、補水和排泄條件。 此時如果還是按照原來的隔水層及含水層的性質來劃分水文地質單元，則會造成較大誤差。
2.3地質構造的影響
地質構造是影響水文地質單元劃分的主要因素。我們既要考慮研究區域的斷裂帶、區域性斷層的分布情況，還要掌握該區域的斷層破碎帶以及節理密集帶的顯著特點。一般來說，斷層分布區的規模越大，該區域表現為巖溶水強徑流帶的概率就越大。但是，如果該斷層是不導水的，那么就可以劃分為2個水文地質單元。另外，由于斷裂或節理的存在，使得斷裂或節理兩端的地層徑流通道堵塞或暢通，從而形成2個不同的徑流、補給和排泄的區域，導致該區域可能成為2個水文地質單元。
2.4氣象及水文因素的影響
若在較大區域范圍內進行水文地質單元的劃分，那么氣象及水文因素的影響較大。此時我們必須將其列為主要依據對象。但是若在特定的規模不大的地區內劃分水文地質單元，由于此時氣象和水文因素在此范圍內相似甚至相同，所以不能將其作為主要的參考因素。
3 K均值聚類
3.1基本概念
k均值聚類是目前最著名的區域劃分聚類算法，而且由于該方法簡潔、效率高，逐漸成為所有聚類算法中應用最廣泛的一個。它的基本原理是首先通過給定數據點集合以及需要的聚類數目k（k值由用戶指定），然后再根據某個特定的距離函數反復地把數據分入k個聚類中直至結束。
3.2計算方法及步驟
首先，隨機選取K個對象作為開始的聚類中心。然后，計算每個所要劃分的對象與子聚類中心之間的距離。并將其分配給距離自己最近的聚類中心。聚類中心以及分配到其中的對象就代表一個聚類。一旦所有對象都被分配完畢，每個聚類的聚類中心就會被重新計算。該過程將不斷重復，直至滿足相關終止條件為止。（如圖1所示）一般而言，終止條件既可以設定為沒有對象被重新分配給不同的聚類，也可以設定為沒有聚類中心再發生變化，還可以設定為誤差平方和局部最小。
4實際案例分析
4.1基本資料
以中國平頂山煤田寒武系灰巖的水文地質單元劃分為例，該區域的自然地理條件、構造條件如下：
（1）自然地理條件：東起洛崗一號正斷層，南起庚組煤（一煤）層露頭，西北至郟縣斷層，東北至襄郟斷層。含煤面積為650km2。平頂山煤田的中部和北部為低山，而西南部為丘陵。區內較大的河流為汝河和沙河，且區內在沙河上建有白龜山水庫和昭平臺水庫。
（2）構造條件：主體構造為寬緩復式向斜以及李口向斜。整個復式向斜呈現東部封閉、西部開放的狀態。如圖2所示。由于李口向斜的軸部寒武系灰巖常年深埋于煤系地層之下，使得來自西南豁口補給區的巖溶水很難越過李口向斜的軸部，造成向斜兩翼的巖溶水系統之間水力聯系極其微弱。
4.2計算分析結果
根據礦區地形地貌、地質構造、地層條件以及水文地質特征和區域地下水的徑流、補給與排泄條件，可將平頂山煤田劃分為3個一級水文地質單元。即寶豐巖溶水系統（I單元）、平頂山巖溶水系統（II單元）以及襄縣巖溶水系統（III單元）。如圖3所示。
下面利用k均值聚類地下水水化學特征進行礦區水文地質單元劃分。首先采集礦區內具有代表性的寒武系灰巖水樣進行水質化驗，并將得到的數據進行k均值聚類分析。k均值聚類分析步驟如下：
（1）確定聚類個數。為了提高數據處理效率和準確率，這里k=3；
（2）選擇3個初始聚類中心。根據歐氏距離最小原則將所有的其他樣本分給各個聚類中心；
（3）求各聚類中所包含的樣本均值向量，并確定新的聚類中心；
（4）判斷聚類中心是否變化。如果沒有變化則表明聚類完畢，如果有變化則繼續進行聚類，直至聚類中心不發生變化。
本次計算過程需要多次迭代，所以使用SPSS統計軟件的K-Means Cluster，經過2次迭代，得到如表1結果。
由表1可知，平頂山煤礦被劃分為四個一級水文地質單元和四個二級水文地質單元。即五礦、九礦、七礦以及十一礦為一個水文地質單元，十二礦、十礦、十三礦以及首山一礦為一個水文地質單元。聚類劃分結果與傳統方法結果較接近。這些表明，鍋底山斷層的阻水效果比較明顯，而李口向斜影響較小。8號水樣被劃為第3類，最可能的原因是在8號水樣的取樣點有隔水層和構造局部缺失，導致水樣混入了其他含水層。
5結束語
綜上所述，我們可以得出傳統的依據研究對象的地形地貌、地質構造、地形條件、地層條件以及氣象和水文等因素劃分水文地質單元的方法具有不確定性以及參數的不可知性。而基于k均值聚類地下水水化學特征的水文地質單元劃分可在一定程度上克服參數的不可知性，具有較好的效果。
參考文獻
地下水的特征范文2
關鍵詞：水化學；主離子；地球化學模擬
唐山沿海地區主要包括樂亭縣、灤南縣、豐南區、唐海縣的一部分區域。在區內大規模區域開發的背景下，對水資源的需求量越來越大。持續大量的開采地下水，將可能造成一系列的環境地質問題。對于地面沉降、海（咸）水入侵、濕地退化等環境地質問題的研究已經比較深入，而對于地下水化學特征變化的研究還相對滯后?；诖?，本文在深入分析唐山沿海地區地下水水化學特征的分布規律的基礎上，對地下水化學特征的形成及演化過程和趨勢進行定量的研究。
1 研究區水文地質概況
1.1 區域水文地質分區
根據成因類型，唐山市平原區劃分為山前沖洪積傾斜平原和濱海平原兩大水文地質區［1］。沖洪積傾斜平原水文地質區分布于平原區北部，由規模大小不等的沖洪積扇組成。濱海平原水文地質區主要為河流沖積及海湖積而形成，分布于平原區南部，是本文的主要研究對象。該區內含水層顆粒較細，一般由細砂或粉砂組成。在垂直方向上，由于咸水體的存在，在地下具有雙層結構或三層結構［1］。
1.2 區域含水組的劃分
唐山市第四系含水層可劃分為4個含水組，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ含水組，分別相當于Q4、Q3、Q2和Q1的地層［2］。按水文地質條件和目前開采現狀，將這4個含水組概化為淺層地下水和深層地下水（表1）。區內主要開采層集中分布在第Ⅱ含水組和第Ⅲ含水組，大部分開采井深度為200～300 m，利用深層淡水。
1.3 地下水的補給、徑流和排泄
唐山沿海地區淺層地下水主要接受大氣降水、地表水體入滲和地下水的側向徑流補給。淺層淡水，主要消耗于人工開采及蒸發和以越流的方式補給深層地下水；淺層咸水的主要排泄方式為潛水蒸發及越流補給深層地下水。2009年區內地下水位動態監測資料顯示，唐山市沿海地區淺層地下水水位埋深為0～12 m，總體分布規律為北部水位埋深較大，南部水位埋深較小，地下水自南向北流動。
[JP+3]深層地下水的主要補給來源為地下水側向徑流及上覆含水層的越流補給，主要消耗于人工開采［1］。2009年區內地下水位動態監測資料顯示，深層地下水水位埋深為20～70 m，總體分布規律為北部水位埋深較小，南部地下水集中開采水位埋深較大，并形成了區域地下水位降落漏斗。
2 研究區水化學特征
2.1 淺層地下水化學平面分布特征
唐山沿海地區淺層地下水水化學類型具有一定的水平分帶規律性，自北向南總體變化為HCO3-CaHCO3-Ca·MgHCO3·SO4-Na·Mg·CaCl·HCO3-NaCl-Na，見圖1。礦化度由山前平原0.5 g/L到濱海平原5 g/L，濱海一帶10 g/L，最高達30 g/L左右。
2.2 深層地下水化學平面分布特征
深層地下水水化學類型分帶規律明顯，山前平原地下水徑流條件較好，循環交換強烈，礦化度一般0.5 g/L；至濱海平原顆粒變細，徑流條件變差，礦化度1 g/L。區內深層地下水水化學類型自北向南總體變化趨勢為:HCO3-Ca·MgHCO3-Na·CaHCO3-Ca·Na HC3-Na，見圖1。
2.3 淺層地下水水質動態特征
根據多年地下水化學資料分析，唐山沿海地區淺層地下水礦化度、總硬度和主要離子成分變化十分劇烈，升降互現，其中總體趨勢為淺層地下水的咸化。以區內柏15孔為代表，見圖2。其礦化度由1981年的3 105 mg/L增長到1997年的7 634.8 mg/L，但礦化度并不是單一的直線上升，而是在起伏中呈現上升的趨勢。陰離子以氯離子上升為主，陽離子則以鉀、鈉離子上升為主［3］。
2.4 淺層地下水水質動態特征
唐山沿海地區分布有大面積的淺層咸水，淺層淡水資源較匱乏，多年來一直以開采深層地下水為主。據20世紀70年代的水化學資料，區內大部分地區地下水陰離子以重碳酸根離子和氯離子為主，局部存在硫酸根離子和氯離子為主的地下水，陽離子以鈉離子為主［2］。以區內柏14孔為代表，見
總體來看，區內深層地下水礦化度、總硬度和主要離子含量有一定波動變化，變化幅度較小，基本保持穩定狀態。但近年來，由于對深層地下水的不合理開采，導致礦化度和硬度呈上升趨勢。
3 地下水化學特征的成因分析
3.1 主要離子成分
表2為唐山沿海地區不同代表性水樣主要離子含量統計情況。從表2可以發現，區內地表水、淺層地下水和深層地下水存在迥異的水化學組成和離子比值特征，表明三者具有不同的地下水化學成因，且相互之間的水力聯系較差。
3.2 水化學吉布斯分布模式
對于離子起源的自然影響因素，吉布斯（Gibbs，1970）根據世界河流、湖泊及主要海洋水TDS與Na+/(Na++Ca2+)、TDS與Cl-/(Cl-+HCO3-)關系圖能夠確定天然水化學成分的3 個主要來源：大氣降水作用、風化作用、蒸發-結晶作用［4］。將唐山沿海地區地表水（河水）、淺層地下水和深層地下水的水化學數據投到Gibbs圖上，見圖4。
從圖4可以看出，地表水和淺層地下水點在圖中的分布較為一致，均位于右上方的蒸發-結晶沉淀作用區，遠離大氣降水作用區，顯示地表水和淺層地下水的化學組分主要受蒸發控制。深層地下水在圖中的分布具有較大差異，在TDS與Cl-/(Cl-+HCO3-)關系圖中，深層地下水位于巖石風化作用區，顯示深層地下水化學組分主要受含水層鹽分控制；而在TDS[HJ1.6mm]與Na+/(Na++Ca2+)關系圖中，深層地下水則主要位于大氣降水作用區和蒸發-結晶沉降作用區之間，表示其受到兩種因素的綜合作用。
3.3 離子組合比
從唐山沿海地區水樣的γCa2+/γNa+與γMg2+/γNa+、γCa2+/γNa+與γHCO3-/γNa+的關系及其與硅酸鹽巖和蒸發鹽巖的γCa2+/γNa+與γMg2+/γNa+、γCa2+/γNa+與γHCO3-/γNa+的關系可以看出［5］，該區地表水、淺層和深層地下水中化學組分主要來源于γCa2+/γNa+、γMg2+/γNa+、γHCO3-/γNa+比值均較低的蒸發鹽巖和硅酸鹽巖的風化，見圖5。根據2009年12月份曹妃甸地區含水層易溶鹽的分析報告，含水層易溶鹽γCa2+/γNa+介于0.017～031、γMg2+/γNa+介于0.01～0.21、γHCO3-/γNa+介于0.01～0.88［6］。[JP+2]與全球蒸發鹽巖平均特征比值相比，本地區含水層易溶鹽的特征比值明顯偏小，這也從側面證明該區水化學組分主要來源于含水層易溶鹽和硅酸鹽巖的溶解。
3.4 水化學特征的成因分析
從圖6γ(SO42-+Cl-)與γHCO3-的關系圖上可以發現，唐山沿海地區地表水和淺層地下水水樣點位于1∶1線以下，γ(SO42-+Cl-)遠高于γHCO3-，表明地表水和淺層地下水的水化學組分主要來源于蒸發鹽巖溶解。深層地下水水樣點則多位于1∶1線的上方，表明深層地下水水化學組分主要起源于碳酸鹽的溶解［6-7］。
地下水中的HCO3-、Ca2+和Mg2+很可能來自含鈣、鎂的硫酸鹽或碳酸鹽礦物的溶解，因此，通常選用γ(Ca2++Mg2+)/γ(HCO3-+SO42-)比例系數的方法來確定這幾種離子來源［7-8］。唐山沿海地區深層水的γ(Ca2++Mg2+)/γ(HCO3-+SO42-)平均值為0.32，γ(Ca2++Mg2+)遠小于γ(HCO3-+SO42-)，表明硅酸鹽或硫酸鹽礦物溶解對深層地下水化學組分有較大的控制作用；局部地區地下水化學組分也受到碳酸鹽的影響［7］。
4深層水反向水文地球化學反應路徑模擬
4.1 典型剖面選取
反向水文地球化學模擬要求反應路徑的起止點位于同一水流路徑上［9］。典型模擬剖面的選取根據研究區2009年的深層水等水位線，選擇大致處于同一條流線上的水化學資料豐富的A-B作為模擬路徑，見圖7。典型剖面上選擇水質資料較全、時間序列連續性較好的井孔的水樣作為初、末刻水樣，研究深層水流經這些井孔時所發生的水-巖相互作用，見表3。
4.2 約束條件、相態、參數確定
由地下水化學特征分析可知唐山沿海地區深層地下水化學演化主要受碳酸鹽、含鈣、鎂的硫酸鹽、硅酸鹽的溶濾作用、蒸發濃縮作用的共同影響。碳酸鹽、含鈣、鎂的硫酸鹽、硅酸鹽類礦物是該區地下水化學組分的主要來源，且部分水中含有一定量的F。把方解石、白云石、石膏、鹽巖、螢石和陽離子交換作為進行反向水文地球化學模擬的“可能礦物相”。約束變量是質量平衡反應模型中考慮的元素。根據研究區水化學測定結果，考慮到各化學組分來源的多元性，最終選擇了K、Na、Ca、C、F、Si6種元素作為約束變量。由于所
模擬路徑位于第三含水巖組，可以將所模擬系統近似看作封閉系統，忽略CO2分壓的影響。
4.3 模型建立與模擬
由于礦物相的選取往往要多于元素的數目，因而就造成了模型的多解性［10］。一般情況下，為選取最恰當的解需要遵循以下原則:①符合熱力學原理；②符合化學原理，例如某些礦物（長石類、云母等）的水解反應是不全等溶解反應，是不可逆的反應［11］；③符合水文地質條件，例如蒸發和稀釋條件、陽離子交換條件以及氧化還原條件等；④模擬結果的數量級要適合。利用Phreeqc軟件對水樣點A-B過程中所發生的水文地球化學作用進行模擬
4.4 模擬結果分析
注：表中正值表示該礦物相發生溶解作用，進入地下水；負號表示該礦物相在地下水中沉淀，離開地下水，單位為mol/L·H2O；“－”表示該礦物相未參加反應。
從模擬結果來看，滿足化學組分質量平衡的反應模型共有6個，這些模型均符合熱力學規律和溶解平衡規律。模擬水流路徑上的反應模式可概括為：
地下水的特征范文3
關鍵詞 巖溶 地下水 遙感 綜合物探技術
中圖分類號：P641.72 文獻標識碼：A
我國的西南巖溶地區總面積約78?04km2，是世界上碳酸鹽巖連片分布面積最大的巖溶石山區，其中碳酸鹽巖分布面積約為40?04km2，占總面積的50.689%。地下河和巖溶大泉發育，是西南巖溶地區巖溶水文地質最顯著的特點之一，該地區巖溶水天然資源量約為1856億m3/a，占地下水天然資源總量的81.75 %。但喀斯特地區地表異常缺水，對人們生活和工農業生產構成了嚴重威脅。這種缺水是由特殊的地質作用造成的，是一種地質現象，尋找巖溶裂隙帶或地下巖溶管道是解決巖溶山區缺水的關鍵問題。
1 西南巖溶地區地質、地下水特征
1.1 巖溶地區地質地貌特征
西南巖溶地區地層以碳酸鹽巖為主，總厚度可達3000~l0000m，以泥盆系、二疊系及三疊系中下統為主。由于氣候濕熱、降雨豐沛，巖溶作用強烈，溶孔、溶隙、溶洞及地下暗河十分發育，地表水常漏失為巖溶地下水。碳酸鹽巖地區以純性灰巖、白云質灰巖等為主，且純性灰巖屬脆性巖石，在構造應力的作用下，極易形成大量的裂隙帶，這些裂隙帶是地下水貯藏的最有利部位。
1.2 巖溶地區地下水特征
巖溶水是指賦存于可溶性巖層的溶蝕裂隙和洞穴中的地下水，其最明顯特點是分布極不均勻。大氣降水通過溶斗、落水洞、裂隙溶隙下滲補成為巖溶區地下水的主要補給來源。巖溶水的排泄受地形及構造條件控制，集中于地勢低洼處或阻水斷裂、巖層界面處漏泄。無論是巖溶潛水或巖溶承壓水都有相當大的接受地表水補給的能力，因此石灰巖山區不僅缺乏地表水，而且地下水露頭也很少，常表現出嚴重的“缺水”景象。
2 西南巖溶地區尋找地下水的重要性和可行性
2.1 尋找地下水的重要性
在西南巖溶分布區，工農業需水和人畜生活缺水現象十分明顯。特別是近些年來西南地區持續的嚴重旱情，給人民生活生產和社會經濟造成了巨大的損失。鑒于西南巖溶石山地區地下水資源的豐富和地表水缺乏的現狀，有必要重視巖溶分布區地下水的勘查和開發利用。合理開發和利用地下水資源，將有效解決缺水地區飲水和缺水農田灌溉等群眾最迫切需要解決的問題。
2.2 尋找地下水的可行性
在西南巖溶山區，由于氣候濕熱、降雨豐沛，巖溶作用強烈，溶孔、溶隙、溶洞及地下暗河十分發育，大量的地下溶蝕空間吸收和流失了大部分大氣降水，地表水常漏失為巖溶地下水。地下水的開發是對地表水供水不足的有效補充，從社會效益、經濟效益、還是環境效益上，巖溶地下水的開發均有著顯著的優勢，可以解決西南山區分散性居住的廣大農村缺水問題。
3 在西南巖溶地區尋找地下水的常用方法
在西南巖溶地區的很多地方，地表水缺乏，巖溶水又埋得很深，雖然巖溶含水層的富水性總的來說是較強的，但是含水極不均勻。地下是否富集地下水，必須根據不同地層巖性、地形地貌、地質構造等特征提供依據。目前，在西南巖溶地區，常用的方法主要有三種：經驗法、遙感技術和綜合物探技術。
3.1 經驗法
大氣降水對碳酸鹽巖的溶蝕、侵蝕作用，塑造了巖溶地貌，不同運動方式的地下水產生了不同的巖溶景觀，因而，區域性巖溶地貌組合特征就必然在一定程度上反映了區域性巖溶潛水的運動特點，其中也包括了它的埋深。依據以往的經驗，巖溶區的地下水在垂直剖面上，強含水帶一般位于淺部巖溶，弱含水帶一般位于深部巖溶；在水平分布上，巖溶水的強含水帶一般呈條帶狀，沿褶皺的軸部、斷層破碎帶、可溶巖與非可溶巖接觸帶上分布。經驗法一般只適用于淺埋藏區尋找地下水。
（1）根據巖溶地貌標志尋找地下水。在溶丘谷地、峰林谷地、峰叢淺洼、峰叢谷地等組合類型分布區，巖溶水埋深一般小于50m。特別是埋藏淺區的富水區，巖溶泉、地下河較多，巖溶潛水埋深一般小于10m，并常以巖溶潭或地下河天窗等形式出露。在順地下暗河方向，地表有溶井、漏斗、落水洞、進水點、出水點、串珠狀分布的洼地、干谷以及出水遺跡。
（2）根據巖性組合特征，尋找巖溶水。發育強烈的巖溶一般位于可溶巖與非可溶巖的接觸帶上，在外來補給條件有利情況下往往能夠富集豐富的地下水。在無地下水出露地區，可在區域水文地質調查基礎上，在有較好補給條件的地區，根據地下河管道發育最佳途徑原則，配合洼地分析法尋找淺埋藏地下河。當可溶巖夾在非可溶巖巖層之中，一般就形成層間巖溶含水層。①
3.2 遙感技術
遙感技術作為宏觀、綜合、動態、快速監測和評價自然資源的有效手段，在快速、大面積調查地下水資源中發揮著重要作用，為地下水資源調查和監測提供新的探測手段。目前，遙感應用于西南巖溶地區找地下水主要有兩種做法：第一種方法一般用于找碳酸鹽巖和基底巖區的含水層。在這些部位，地下水運移的特點是水沿裂隙流動，圖像上能反映地下水信息的一般就是斷裂對應的一些線性體，地下水的高產部位與線性斷裂或兩組斷裂交匯部位呈正線性相關；第二種方法是將遙感影像的信息與其它信息綜合起來，制作成水文地質專題圖，為尋找地下水提供依據。
地下水的特征范文4
Abstract： Through field surveys of Nanyang Basin and the test， analysis and research of plenty of water and soil samples， this paper identified the distribution of high fluoride groundwater， comprehensively analyzed the impact of climate， lithologic characteristics of the unsaturated zone， structure， topography conditions， hydro geological conditions and water chemistry environment on the formation of high fluoride groundwater. Through the summary of the law and the analysis of the causes， the understanding of the migration， transformation and enrichment of fluoride in groundwater system is deepened， which provides a theoretical basis for the correct guidance of the prevention of Nanyang fluoride groundwater and the research of endemic fluoride disease.
關鍵詞： 高氟水；氟病；地下水
Key words： high fluoride water；fluoride disease；groundwater
中圖分類號：P641 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）29-0317-03
1 取樣點布置及高氟地下水的分布
通過野外調查，在南陽盆地采取地下水樣共337份，開挖樣坑16個，取得土樣16組。
根據所取水樣的水質分析結果，分別繪制出南陽盆地淺層及中深層地下水氟濃度等值區圖（見圖1，圖2）。由南陽盆地淺層地下水氟濃度等值區圖（圖1）可以看出：南陽盆地大部分地區的淺層地下水氟濃度小于1.0mg/L，高氟水分布面積較?。桓叻鷧^呈“斑塊狀”分布于河間地塊之中，主要有官莊鎮――施庵鎮――溧河鋪鎮高莊村一帶，鄧州市裴營鄉附近，歪子鎮南部地區，鄧州市林扒鎮湯營村一帶。
而由中深層地下水氟濃度等值區圖（圖2）可以看出，南陽盆地絕大部分地區的中深層地下水氟濃度小于0.5mg/L；中深層地下水氟濃度大于1.0mg/L的高氟水呈“孤島狀”分布于盆地之中，主要有以下幾塊：南陽盆地西部的鄧州市裴營鄉鞠寨附近、南陽盆地中部的南陽市宛城區金華鄉附近、南陽盆地南部的龍潭鎮接近省界的地方。
2 高氟地下水的分布特征
通過對南陽盆地淺層及中深層地下水氟濃度等值區圖的深入分析，并依據所掌握的地下水氟濃度原始數據資料，總結出南陽盆地高氟地下水的分布特征如下。
2.1 高氟水所占比例較小 通過統計淺層及中深層地下水樣品中氟的濃度狀況，得出了各種類型地下水樣品在淺層及中深層地下水中所占的比例（表1）。
從表1可知，總體來講，南陽盆地地下水氟濃度具有明顯的“低值性”特點，高氟水所占比例較小，以中低氟濃度地下水為主。
2.2 區域分帶性 由南陽盆地地下水氟濃度等值區圖可以看出，高氟地下水所表現出的分帶性在淺層地下水中的表現較為明顯，中氟以及高氟地下水分布范圍相對集中，一般集中分布在盆地的中部平原以及盆地下游，高氟水伴隨中氟水以“插花狀”形式出現；地下水氟濃度的變化情況總體上呈現出從山區到平原區逐漸升高的趨勢。
2.3 氟濃度的不均勻性 通過繪制出淺層及中深層地下水氟濃度值域范圍對比圖（圖3），更加形象地顯示出了氟濃度的不均勻性，顯然淺層地下水含氟濃度的值域范圍或者說極差遠超過中深層地下水，淺層地下水氟濃度的不均勻性或者說波動性相對于中深層地下水來講更加顯著，而淺層地下水的這種更為顯著的不均勻性更多的表現在高氟水分布的地段性上。
2.4 地段性 通過統計南陽盆地內自西向東分布的湍河、嚴陵河、趙河以及澗河兩岸地下水氟濃度變化情況，表明一方面以河為中心地下水氟濃度向兩側對稱性的或偏向一側有升高的趨勢。
另一方面，高氟水以及中氟水多分布在河流之間的地塊之中，淺層高氟水的這種分布特征更為明顯。
2.5 與特定水化學類型的相關性 本次研究對南陽盆地所取得的深、淺井水樣共337份進行了水質分析，測試出了水樣中的SO42-、HCO3-、Cl-、NO3-、Ca2+、Na+、Mg2+、F-等8個指標的濃度。將除了F-以外的其它指標按照改進的布羅茨基分類進行水型劃分，共劃分出29種水型。總體而言，南陽盆地的水型統計結果存在這樣一個趨勢，地下水所含的陽離子之中Ca2+含量占主導地位的水型占了南陽盆地地下水化學類型的絕大部分，而Na+含量占主導地位的水型出現的個數卻很少。
本文規定樣本數小于4的樣本序列不具有統計意義，通過剔除部分樣本量過小的失真數據以提高統計數據的可信度。現將樣本量具有統計意義且高氟率不為0的水型剝離出來，得出如表2具有統計意義且高氟率大于零的水型統計結果。
從表3中可以看出，Ca?Na?Mg―H?C?N?S、Ca?Mg?Na―H?C?S?N、Ca?Mg?Na―H?S?N?C等水型出現高氟水的概率相對比較大。值得注意的是，在這些水型中Ca2+含量在陽離子中占主導地位。此外，需要指出的是，Na?Ca?Mg―H?C?N?S、Na?Ca?Mg―H?S?C?N、Na?Mg?Ca―H?S?C?N等水型雖然出現的很少，甚至不具有統計意義，但是這些水樣中的氟離子濃度都比較高，接近甚至超過1.0mg/L，Na?Mg?Ca―H?S?C?N水型中氟的濃度甚至高達2.9mg/L，為南陽盆地所取水樣氟濃度統計結果的最大值。因此，統計結果并不能說明這些在陽離子中以Na+含量占主導地位的水型出現高氟水的概率高還是低，只能表明在南陽盆地區域地質背景所塑造的地下水化學微環境中，雖然一些水型代表的水樣中Ca2+含量在陽離子中占主導地位，但是仍然會出現一定程度的高氟地下水[3]。鈉質水分布區氟含量高，鈣質水分布區則相反。氟的鈉鹽和鈣鹽在水中的溶解度極不相同，氟化鈣的溶解度為16mg/L，氟化鈉的溶解度為42×103mg/L，氟化鈉在水中完全溶解時，氟在地下水中呈離子狀態存在。前者在水中溶解度很低，大部分為白色沉淀，大部分氟賦存在礦物中而未游離出來，形成地下水中高鈣低氟、高鈉高氟的現象。當水中鈣離子為主要陽離子時，氟化鈣溶解度減小，地下水中氟含量減小；當水中鈉離子或者鎂離子為主要離子時，氟化鈣的溶解度增加。當水中鈣離子含量增加時，氟的絡合物遭到破壞，鈣與氟結合成難溶的氟化鈣，減少了地下水中氟含量。另外，由于碳酸根及碳酸氫根會促進氟化鈣的溶解，使地下水中的氟含量增加。
3 高氟地下水分布特征的成因分析
3.1 氟在淺層地下水中分布的成因綜述 作為區域地下水的匯集的南陽盆地中部平原區，由于不斷接受周邊山區地表水和地下水的補給，隨地下水遷移的氟源源不斷地聚集于此。由于本區降水相對較少，地形相對平緩，地下水流動速度相對較慢，水循環交替的時間也因此較長，配合上平原區較淺的地下水位埋深、較細的有利于毛細水上升的巖性特征，這些都為本區強烈的蒸發濃縮作用奠定了基礎。因此，南陽盆地周圍山區廣泛的氟源所帶來的含氟物質的不斷聚集以及平原區內較淺的地下水位埋深以及較為遲緩的地下水流動情況造成的強烈的蒸發濃縮作用使得本區地下水中的氟含量逐漸增高，從而出現較大范圍的中氟地下水的分布區域，同時也為局部地區高氟地下水的形成創造了理想的環境。
由于南陽盆地平原區是河南省小麥、玉米、棉花以及煙葉等糧食作物的高產區，農業灌溉是比較常見的，人為的影響也能夠加劇區域內水分的蒸發，進而導致本區土壤積鹽，氟在表層土壤中的堆積為進一步向地下水中的遷移提供了基礎[4]。而且，由深層高氟地下水的分布極少的特征以及所掌握的深淺層地下水之間的水力聯系資料得出，淺層高氟地下水中的氟多數是與地球淺表大陸鹽化效應有關的元素堆積效應有關。
3.2 氟在深層地下水中分布的成因綜述 就南陽盆地來說，其深層地下水的補給區大都在山區以及山前地帶，通過調查研究也發現，南陽盆地山區與平原區之間的過渡帶較短，山區相對較大的降水量所形成的流速較快的坡面流以及淺層地下水側向滲流為本區各礦物組分的淋失提供了條件，從而，不論是山區還是山前地帶的淺層地下水氟含量都相對較低，大多都為小于0.5mg/L的低氟水，這種現象從氟在南陽盆地淺層地下水中的分布情況也可以看出。所以，深層地下水的補給源具有較低的氟含量背景。
由于深層含水介質承受的巨大壓力導致其滲透性變差，這種緊實的結構從某種程度上也使得固相的氟的遷移變得相對困難，而地下水流動緩慢使得地下水與介質的水巖作用的時間更長，水氟化學反應更完全，含水介質的脫氟與吸氟過程更充分[2]。而相關資料表明，南陽盆地平原區內不同地層的大部分巖性為片巖、砂巖以及泥巖，這種巖石的粒徑相對較粗，對地下水中液相氟的吸附相對較弱，伴隨著較長歷史時期的脫氟為主的過程，其能脫出的氟就很少了。因此，由于這兩種因素的共同作用，使得南陽盆地大部分地區的深層地下水具有較低的氟含量背景。而南陽盆地局部地區分布的中氟以及高氟地下水與地下熱水、地層巖性、構造條件以及水化學條件等因素密切相關。
4 降氟的經驗方法
4.1 尋找新水源 尋找適當含氟量的新水源是降氟理想、經濟的途徑。尋找新水源有三種途徑：
①打防氟深井。在查清氟的形成環境、水文地質條件的基礎上，尋找低氟含水層；
②選擇適于飲用的地表水作水源。適于飲用且經濟技術條件許可的可開發利用的地表水和泉水；
③利用雨雪作水源。在既無適宜的地下水又無地表水的地區考慮因地制宜，修建水窖，收集雨雪水以備飲用。
4.2 人工降氟 由于我國高氟區分布范圍廣，許多地區沒有可供利用開采的低氟含水層，而引用地表水工程費用巨大，甚至無水可引，故采用人工理化方法降氟是另一條必然的途徑。目前國內外降氟方法多種多樣，但主要分為三大類：混凝沉淀法（投藥法）、濾層吸附法和電化學法。前兩類方法主要針對單純氟離子含量較高，而其他指標相對較低或符合飲用水標準的高氟水地區，而第三類方法主要針對氟離子含量較高，而其他指標相對也較高，不符合飲用水標準的高氟-苦咸水地區。另外，美國發明了一種僅適于軟化水同時使用的溶解性小的鎂鹽，它與水中氟相對連續作用，降氟后泥漿連續沉淀，從而達到降氟目的。但是，目前的降氟方法均在不同程度上存在缺憾。因此，保護好水源地，采取綜合的生態環境治理措施為長遠策略。
4.3 綜合生態環境治理 含氟化物大氣煙塵和工礦企業的含無機或有機氟廢水應處理后再進行排放；在進行各類環境影響評價時加強氟對人體健康影響的評價。改變傳統灌溉方式，例如大水漫灌，應該由先進灌溉技術――噴灌代替，這樣可以減少風化作用和溶濾作用，減少水蒸發損失，防止氟大量富集。種植適當生態植物覆蓋土壤以減少蒸發，防止高氟水產生。
5 結束語
本文通過對南陽盆地高氟地下水分布特征及成因分析，得出了高氟地下水所表現出的分帶性在淺層地下水中的表現較為明顯，中氟以及高氟地下水分布范圍相對集中這一結論。一般集中分布在盆地的中部平原以及盆地下游，高氟水伴隨中氟水以“插花狀”形式出現；地下水氟濃度的變化情況總體上呈現出從山區到平原區逐漸升高的趨勢。氟濃度隨著地勢的變化呈現出不均勻性。由于飲用高氟地下水而導致的地方病，嚴重影響了當地人民群眾的身體健康。地下水中氟元素的富集是一個非常復雜的水文地球化學過程。在前人研究中國北方高氟水分布特征基礎上，總結了高氟水形成的氣候、水文、地質構造、巖性與土壤、水文地質條件和水化學特征。
參考文獻：
[1]Apambire W B，Boyle O R，Michel F A.Geo-chemistry，genesis，and health implications of fluoriferous groundwaters in the upper regions of Ghana[J]. Environmetal Geoiogy，1997，33（1）：13-18.
[2]McCAFFREY LP and WILLIS JP（1993）Distribution of fluoride-rich groundwater in the eastern parts of Bophuthatswana，relationship to bedrock and soils and constraints on drinking water supplies：a preliminary report. Africa Needs Ground Water[J].An International Ground Water Convention.8-11.
[3]河南省地質環境監測院.河南省氟病區地質影響調查與防治報告[R].1985，7.
[4]陳國階，余大富.環境中的氟[M].北京：科學出版社，1990.
[5]任福弘，曾濺輝，劉文生，張翠云.高氟地下水的水文地球化學環境及氟的賦存形式與地氟病患病率的關系──以華北平原為例[J].地球學報，1996（01）.
地下水的特征范文5
Distribution and Formation Mechanism of Fluorine Content in Groundwater in Tianjin, China
Abstract：The fluorine concentration distribution in Tianjin superficial aquifer groundwater is divided as that of saline water and fresh water dividing line. The fluorine concentration is lower than 1.0 mg/L in the south of the line, but it is higher in the north of the line. The fluorine concentration in superficial aquifer groundwater is higher than 4.0 mg/L in Hou Jia-ying and Qing Dian-wa line. The fluorine concentration in deeper groundwater is higher than 1.0 mg/L in main area, and it is lower in the north and north-east, higher in the south. It is about 2.0 mg/L in the center area and south-east of Wu Qing district, most area of Jing Hai district, downtown area and suburb area and Da Gang district. The higher value area of fluorine concentration is in Dong Li district and Tang Gu district, which is higher than 4.0 mg/L. The mechanism of fluorine formation in groundwater has relationship with geological structure, geological environment, hydrological geology and runoff. The main influence indicators of fluorine concentration in groundwater are the fluorine content in mineral in the soil and stratum, chemical component, groundwater pH value, mineralization and groundwater temperature, etc.
氟是人體的必需元素，它對人體健康的影響，隨著攝入量而變化。適量氟有利于人體健康，適宜范圍為0.5～1.1 mg/L。當氟攝入量少而缺乏時， 則引起齲齒及骨質疏松，老年人導致骨折；攝入過量則導致氟中毒，主要表現為氟斑牙和氟骨癥。研究表明，地氟病主要由地質環境別是地下水中氟含量較高所致，氟病區的分布往往與高氟地下水的分布一致。天津市城郊廣大居民9a5%以上依靠開采地下水作為其生活飲用水，據有關資料表明，目前天津市患氟中毒癥病人達310余萬人，其中120萬人患有氟斑牙，約3萬人患氟骨癥[1]。
一、淺層地下水氟含量分布規律及形成機理
1.淺層地下水礦化度及氟含量分布
本市淺層地下水礦化度由北向南和東南，即由山前平原向濱海平原，呈逐漸增高的規律，北部山前傾斜平原補給和徑流條件好，地下水礦化度
由此自西向東，淺層水礦化度增高明顯，中部平原礦化度多在2.0~5.0 g/L，在寧河縣西南部、北辰區東北部、東麗區東部和塘沽、漢沽、大港區大部分地區礦化度在5.0 g/L以上，至濱海地帶大于10.0 g/L。
本市淺層地下水氟含量的分布大致以咸淡水分界線為界，界線以南，除市區、靜海團泊洼至北大港水庫、武清上馬臺至北辰區東堤頭有超標現象外，絕大多數地區地下水小于1.0 mg/L。而分界線以北，除北部基巖山區以及山前地帶、薊縣西部和東部局部地區外，存在著高氟地下水，其中侯家營至青甸洼一帶，氟含量已超過4.0 mg/L[2]。
(A)淺層地下水氟含量分布(B)深層地下水氟含量分布
Fig. 1 Fluorine concentration distribution in groundwater in Tianjin City
(A)Fluorine concentration distribution in superficial aquifer (B) Fluorine concentration distribution in deeper aquifer
2.淺層地下水氟形成機理
氟廣泛存在于地下水中，一般地下水含氟量≤1.10 mg/L，但由于地理、環境、巖土等因素的影響，往往會造成地下水氟含量的變化。
2.1巖土因素
原生環境是潛水中來源的主要因素，土壤和地層中不同程度地含有含氟礦物, 這些礦物中的經溶濾作用或水合作用可轉入地下水中。大氣降水是淺層地下水補給的主要來源，地下水中化學成分的形成受水與巖土相互作用的影響，使得巖土中可溶性物質轉入地下水中。
地下水中氟含量與含水介質及其上覆土層的巖石性質有著密切的內在關系，巖石中含氟礦物(如氟磷灰石、電氣石、螢石、氟云母、氟鎂石、氟硼鈉石)的風化淋溶作用，使大量的氟釋放進入地下水中并隨水遷移而流失或富集。由于粘性土層中的氟含量高，致使前者的地下水氟含量普遍較高[3]。這些氟源礦物在溶解、溶濾、水解、離子吸附交替以及擴散等作用的影響下, 氟及其它化學元素由巖土向水中轉移, 為高氟地下水的形成提供了物質來源。氟由巖土向水中轉移量的多少與土的粒度成分密切相關, 一般細粒土類中所含的總氟量較高,氟的溶出量也大。天津地區北部地下水，因含水介質的氟礦物和含氟的硅酸鹽礦物較多，上覆粘土層的氟含量也較高，地下水氟含量達0.283mg/L，為該區的最高值。
2.2環境條件
地下水的酸堿度是直接影響地下水氟含量的重要因素。一般地下水中的氟在堿性環境中的遷移能力大于酸性環境，其化合物在堿性環境中不易沉淀，所以淺層地下水中的氟含量隨堿性的增強而增高。氟是所有元素中電負性最強的元素, 對電子的親和力很強，氧化還原環境對地下水的氟含量也有一定的影響，一般在還原環境中，有利于氟的富集[4]。除此之外，溫度也起著重要的控制作用，一般氟含量隨地下水溫度的升高而增高。天津市北部地區淺層地下水值多在7~9之間，地下水環境呈弱堿性，并且地下水溫相對較高，另外，以 型為特征的堿性、還原環境等因素使該區地下水含量較高。
2.3徑流條件
徑流條件也是影響地下水中氟含量的一個重要因素。一般地下水的徑流條件越好，氟越易于流失，故地下水中的氟含量越低；地下水徑流越緩慢，越易使其在運動過程中所溶解的氟離子形成富集作用，因此，徑流條件也是天津市淺層地下水中氟含量的一個影響因素。
二、深層地下水氟含量分布規律及形成機理
1.深層地下水礦化度及氟含量分布
本市深層地下水礦化度呈現由北及東北部向南或東南部逐漸增高的特征，薊縣、寶坻區東部、寧河縣及漢沽區礦化度多小于0.5 g/L；寶坻區西部、西青區、北辰區、武清區及市郊區大部（除津南區）、塘沽區中部及靜海縣中北部地區礦化度為0.5~1.0 g/L；向靜海南部、津南區大部及大港區礦化度大于1.0 g/L，最高可達1.92g/L。
本市深層地下水氟超標率較高，大部分地區超過1.0 mg/L，呈現北部、東北部含量較低、南部含量較高的特點，這與深層地下水礦化度分布具有明顯的一致性；薊縣山前地帶、寶坻區東部、寧河縣及漢沽區大部氟含量均低于1.0 mg/L，上述地區大部分為非病區。武清區中部及東南部、靜海縣大部、市區及郊區、大港區氟含量均在2.0 mg/L，東麗區大部和塘沽區為本市深層地下水氟高值區，其含量多在4.0 mg/L以上，該區同時也是地氟病的重病區，其中塘沽河頭塑料廠塘9井年均值達6.6 mg/L，最高值達7.1mg/L[2]。
2.深層地下水氟形成機理
深層地下水中氟的形成及其含量, 因地而異, 差異較大。當地下水流經含氟巖礦，如磷灰石、水晶石 、螢石時，經過長年的物理、化學作用，氟由固態遷移入地下水造成地下水含氟量超標[5]。本文通過對天津市高氟地下水分布規律及形成地質環境特征綜合分析，認為深層高氟水的形成是地質構造、水文地球化學特征和環境條件等諸多因素綜合作用的結果。
2.1地質構造
高氟地下水賦存的地質環境和高氟物質來源是高氟地下水形成的前提條件。一般而言，地下水的含氟量與母巖含氟量的高低有直接關系，母巖含氟量高，地下水含氟量相應就高。
天津地區地質構造復雜，斷裂發育、板塊破碎，化學成分分析表明該區基巖氟含量相對較高。從天津市高氟深層地下水的含量分布來看, 其帶狀分布正好與隱伏斷裂的延伸方向一致, 片狀高氟區的分布又與溫泉的出露點基本相吻合, 說明本區高氟地下水, 特別是超高氟地下水的形成與隱伏斷裂密切相關。氟離子含量較高的地下熱水沿斷裂帶向上運移并進入含水地層, 與其中的地下水混合, 形成了研究區高氟地下水呈條帶狀和星斑狀分布的現狀，因此，本區高氟地下水，特別是超高氟地下水的形成與隱伏斷裂的存在密切相關。
2.2水文地球化學特征
氟是所有元素中電負性最強的元素, 對電子的親和力強, 與其它元素易形成穩定的化合物和絡合物，且電離很弱，不易水解。但在條件適宜時，氟也從化合物中離解出來，并具有較強的遷移能力。氟在自然界中主要以 的形式存在，它與一價的堿金屬形成易溶的氟鹽（等）
與堿土金屬形成難溶的氟化物( 等)，還與其它元素形成化合物或絡合物[6]。
有研究表明[7]，氟與地下水中的主要離子成分、總堿量等有著不同程度的相關性。含量與及含量間的關系雖不呈明顯的線性關系，但亦存在著一定的規律，即當
增加或 減少時，地下水中含量明顯增加，說明地下水中陰離子由同鈣的伴存轉變為同鈉的伴存，是形成有利于地下水中氟富集的水化學環境。另外， 與總堿度
() 及總硬度() 的相關性并不明顯，只表明其大概趨勢，與總堿度大致呈正相關關系，而與總硬度關系雖不明顯，但有呈負相關之趨勢，這說明地下水中是大致隨碳酸離子的增加和鈣、鎂離子的相對減少而增長的。
從水化學資料和賦水巖層的巖層特性以及可能的氟源分析，碳酸鹽巖中的富鈣高氟地下水, 其氟源主要是沉積碳酸鹽巖中的螢石( )。由于螢石在水中有一定的溶解度，在淺層巖石中，水流交替活躍，在長期的水巖作用下，巖石中的氟源減少，地下水中的氟含量降低，故高氟地下水一般是水流交替緩滯的深層螢石含量較高的巖石中地下水，因此表現出 正相關的水化學特征。同時, 在碳酸鹽巖中, 亦由于水巖作用，隨著巖石深度的增加，巖石中存在的石膏( )的含量增加，因而，地下水的
和的含量增加；而且由于螢石和石膏的共生關系，因此，地下水通常表現出
彼此的正相關關系[8]?？梢?，對于碳酸鹽巖中的高氟地下水，其氟的含量主要取決于賦水巖層的螢石含量、深度及封閉的水文地質條件。
2.3環境條件
高氟地下水化學類型以型為主，值為弱堿性，礦化度和鈣鈉比值低等適宜的水文地球化學環境為氟在地下水中富集提供了有利條件。有研究表明，氟的化合物在礦化度大的堿性環境中，易發生電離。地質調查表明天津地區深層地下松散含水層呈堿性環境， 在7~9范圍，從而沉積層中的氟化物在此環境作用下，易離解出 [9]。又由于該區含水沉積層較松散、孔隙發育、水溶條件和地下徑流條件好，更有利于氟的電離和水解，對氟在地下水中的遷移、富集創造了良好的環境。
通過以上分析發現，地下水中氟含量與值、和 離子含量、總硬度有一定聯系。氟含量隨 值增加有增大趨勢, 說明氟元素在堿性環境中容易富集；氟含量與
含量及總硬度的變化關系呈負相關，氟含量與地下水中
離子及離子含量呈正相關, 即隨其含量的增加而增加。
三、結論
天津市淺層地下水氟含量的分布大致以咸淡水分界線為界，界線以南絕大多數地區地下水小于1.0 mg/L，而分界線以北存在著高氟地下水，其中侯家營至青甸洼一帶，氟含量已超過4.0 mg/L；深層地下水氟超標率較高，大部分地區超過1.0 mg/L，呈現北部、東北部含量較低、南部含量較高的特點，這與地下水礦化度分布具有明顯的一致性；薊縣山前地帶、寶坻區東部、寧河縣及漢沽區大部氟含量均低于1.0 mg/L。武清區中部及東南部、靜?？h大部、市區及郊區、大港區氟含量均在2.0 mg/L，東麗區大部和塘沽區為本市深層地下水氟高值區，其含量多在4.0 mg/L以上，其中塘沽河頭塑料廠塘9井年均值達6.6 mg/L，最高值達7.1mg/L。
地下水氟含量分布規律及其形成機理比較復雜，影響因素眾多。天津市地下水氟含量形成機理主要與地下水賦存的地質構造、地質環境、水文地質特性、徑流條件等因素有關，土壤和地層中氟礦物含量、化學成分、地下水環境的酸堿度、礦化度、水溫等均為地下水氟含量的重要影響因素。
參考文獻：
[1]天津市地質調查研究報告[C], 天津市地質工程勘察院,2005.6:68~85.
[2]劉眾欽.天津市地質環境圖集[M].北京:地質出版社,2004:30~45.
[3]曾昭華. 地下水中氟形成的控制因素及其分布規律[J],吉林地質,1997,16(4):25~31.
[4]ZHANG Hong-mei, SU Bao-yu, LIU Peng-hua, et al. Experimental Study of Fluorine Transport Rules in Unsaturated Stratified Soil[J], Journal of China University of Mining & Technology, 2007,17(3): 382~386.
[5]蔡珩. 阜陽高氟地下水形成的地質環境淺析[J],1999,21(3): 129~132.
[6]陳履安.貴州高氟地下水的分類特征及其形成機理[J], 貴州地質,2001,18(4):244~246.
[7]盧莉莉. 運城盆地高氟地下水的分布及成因分析[J],地下水,2006,28(2):37~39.
[8]Gi- Tak Chae, Seong-Taek Yun, Bernhard Mayer, et al. Fluorine geochemistry in bedrock groundwater of South Korea[J], Science of the Total Environment, 2007, 385:272~283.
地下水的特征范文6
論文摘?要根據鐵嶺市目前地下水開發利用情況，指出地下水資源利用中存在的一些問題，提出地下水可持續利用的建議，以促進經濟社會的持續健康發展。
鐵嶺市位于遼寧省北部，是我國北方重要的糧食產業基地與能源產業基地，其地下水開發利用程度較高。為保證鐵嶺市經濟的發展，許多地方不得不超量開采水質穩定、易于開發的地下水，導致了一系列問題，特別是地下水量減少和水質下降問題，受到社會各界的普遍關注，在提倡可持續發展的今天，長期有效地利用地下水資源已成為當務之急。
1地下水動態特征
根據鐵嶺市地下水賦存條件和水力特征，地下水可劃分為松散巖類孔隙水、碎屑巖類裂隙孔隙水和基巖裂隙水。松散巖類孔隙水為本區主要地下水類型。
地下水的主要補給來源是大氣降水，基巖裂隙是大氣降水滲透補給地下水的主要途徑，大氣降水沿基巖裂隙滲入地下，形成基巖裂隙水，后又以地下徑流或泉的形式，補給第四系孔隙水或溪流。此外上游和側向高地的地下水徑流補給以及部分時段河水補給、灌溉水的滲入也是一種補給來源。
1）地下水水位動態變化特征。地下水水位動態變化受大氣降水和河水影響，呈周期性變化。地下水位1-5月份逐漸下降，6-7月份受降水影響，水位于6月份開始回升，上升幅度約為0.50-4.0m，9、10月份水位達到最高，10月份以后到年底，水位緩慢下降，水位有較強的季節變化特征，受大氣降水因素影響較明顯。豐水年地下水位上升，枯水年地下水位下降，同時由于受集中開采的影響，北水源地與八里莊種畜場附近地下水位較低，并形成地下水降落漏斗。
2）地下水水質動態變化特征。根據地下水水化學分析資料，本區局部地段鐵離子與硝酸鹽含量偏高，其次為亞硝酸鹽、硬度、礦化度、錳。由于鐵離子、硝酸鹽、亞硝酸鹽與硬度、礦化度、錳含量的偏高，導致本區地下水水質較差，反映了本區地下水水質不同程度遭受工農業及生活污物的污染。
根據《地下水質量標準》（GB/T14848—93）的標準，本區地下水質量可劃分為三個等級，即水質良好、水質較差、水質極差。水質良好級分布于昌圖縣付家村，水質極差級主要分布在鐵嶺縣白旗寨鄉白旗寨村、昌圖縣橋頭加油站及西豐縣更刻鄉更刻村一帶，水質較差級普遍分布于本區。
2地下水開發利用的基本情況
鐵嶺市地下水開發利用，主要是鐵嶺市、開原市建有集中開采的水源地，此外還有廠礦自備井的開采以及農田灌溉井的開采。根據其用途及用量分兩個區，即城市用水集中開采區和農業及生活用水開采區。
城市用水集中開采區：分布于鐵嶺市銀州區（城市規劃區）及開原市區。本區位于遼河沖積平原與柴河階地之上，以礫砂、圓礫為主體的第四系松散巖類孔隙含水巖組，分布廣泛，層位穩定，厚度較大，埋藏較淺，滲透性好，補給充足。是工農業及生活用水的有利地段。
農業及生活用水開采區：廣泛分布于本區的各市、縣鄉村。
本區由于受長期集中開采的影響，在鐵嶺市銀州區北水源地與八里莊種畜廠附近形成兩個范圍的降落漏斗。2010年北水源地漏斗中心附近枯水期地下水埋深為10.03m，地下水水位降落漏斗面積為2.19km2，比2009年同期擴大0.70平方公里；豐水期地下水埋深為5.10m，地下水水位降落漏斗面積為0.05km2，比2009年同期縮小4.79km2。
2010年八里莊種畜廠漏斗中心附近枯水期地下水埋深為4.77m，地下水水位降落漏斗面積為3.74km2，比2009年同期擴大2.25km2；豐水期地下水埋深為1.40m，地下水水位降落漏斗面積為0.21km2，比2009年同期縮小2.82km2。
3地下水資源開發利用中存在的問題
1）局部開采強度過大，形成超采區。根據多年的調查顯示，鐵嶺市銀州區北水源地與八里莊種畜廠附近皆為地下水超量開采區，開采井密度過大，井距過小，井與井之間必然存在的干擾，是造成地下水位下降、水量削減的根本因素。
2）水質污染問題。在鐵嶺地區存在混合開采的情況，由于開采井成井工藝不佳，不能很好的分層止水，即上部孔隙潛水和其下覆的碎屑巖孔隙裂隙水混合開采，致使上部受到不同程度污染的松散層孔隙潛水，進入下部碎屑巖孔隙裂隙含水層中，水質逐漸惡化。
潛水污染主要是在混合開采的城區和水稻種植區，主要原因是城區污水管道滲漏，郊區農田因城市擴大而填埋垃圾，農田過量施用化肥農藥等。城市生活污水和生活垃圾一樣，是導致和加劇城市地下水污染的一個重要因素。
3）地下水開發利用中的“資源”浪費現象。地下水資源開發利用中，浪費較嚴重的是農業用水，機井利用率不超過80%，渠系管道滲漏現象嚴重。工業用水重復利用率較低，生活用水未全部實施定量、定額、定時供水，無序使用地下水較普遍，即粗放型用水方式，未走節水之路。
4）缺少科學管理和預警監測系統。鐵嶺市目前對地下水的開發還沒有采取依法管理，對如何有效地控制地下水的開發利用以延長含水層的使用壽命沒有法律規定，從而導致了地下水開采呈混亂狀態。全市還沒有形成一個完整的地下水監測網絡信息系統，進而對水源井的控制性不夠，管理不合理，不能達到進一步提高地下水資源可持續利用的要求。
4地下水可持續利用的建議
1）嚴格控制地下水開采量。在地下水開發利用中，要充分考慮當地地下水埋深狀況，綜合各類影響因素，制定開采區類型，合理配置開采量，避免和緩解地下水超采現象的發生和加重。對已經形成的降落漏斗超采區要做到：①減少開采井數量，按合理井距確定開采井數；②監測水位恢復，使其在枯水期動水位和區域水位一致；③控制混合開采，提高成井工藝，做到分層止水和開采。
2）防止地下水污染。保護地下水資源，防止污染至關重要。應加強工業廢水和生活污水的處理率和重復利用率，封閉廢井，杜絕混采井，防止深層水污染。加強地下水監測工作，掌握地下水污染及發展和變化趨勢，并進行科學的預測和防治。根據水源地的社會價值及其本身的脆弱性，必須科學圈定重點保護區，把地下水源地作為綜合保護水源區進行保護。
3）節約用水。造成水資源浪費有自然因素和人為因素兩種。雨季的大量降水往往容易形成洪流，成為“客水”形成浪費，因應積極“蓄洪”以備豐為枯用。
人為利用水資源應迅速改變粗放式用水方式，走節水之路，其措施是：提高工業用水重復率；節約農業用水；節約生活用水；建立合理的水價體系，充分利用經濟杠桿，促進節約用水。
4）加強地下水資源的管理。目前，鐵嶺市地下水開采管理主要由兩個部門負責：市政水源部分隸屬城建部門管轄，自備水源和農業用水由水利部門管理，這不利于地下水資源的統一調配，是造成地下水資源浪費的原因之一。因此，建立統一的用水管理體系，是實現鐵嶺市地下水可持續利用的體制保證，劃分和確定水資源保護區，嚴格規范和執行用水許可證制度，從法律上確立“誰開采、誰補給”“誰污染、誰治理”的原則，從源頭上遏制過量開采地下水及污染地下水的趨勢。
5結語
地下水既是寶貴的自然資源，又是活躍的環境要素，而今面臨的“人口、資源、環境”三大問題，無不與地下水密切相關。地下水水源地的可持續利用如何融入到資源、經濟與環境的協調發展中是目前社會的“熱點”問題。因地制宜地搞好地下水源地可持續利用研究，對利用地下水作為供水水源的城市和地區來說，具有普遍意義。
參考文獻
[1]遼寧省地下水動態年鑒.遼寧省地質環境監測總站，2008.
鐵嶺市城市規劃區水文地質勘察報告.遼寧地勘局鐵嶺工程勘察院，1995.
鐵嶺市城市遠景規劃區水文地質調查報告.遼寧地勘局鐵嶺工程勘察院，1995.
