金佛山地區(qū)地下水與地表水水文地球化學(xué)及氫氧同位素特征分析.pdf

1、水是人類賴以生存的寶貴資源，地下水是水資源的一個重要組成部分。在可利用的水資源中，地下水占98.5％。賦存于各種巖溶空隙中的地下水便是巖溶水，巖溶地區(qū)占全球陸地面積的15％，全球至少10億人口居住于巖溶區(qū)或者以巖溶水作為主要的供水水源。伴隨著人類活動的增加，巖溶水的污染和水資源的浪費問題日漸凸顯，合理開發(fā)利用及保護(hù)地下水資源變得愈發(fā)重要，這就要求人們需要弄清地下水的時空變化規(guī)律及水循環(huán)模式。
　　本文選取重慶市南川區(qū)金佛山地區(qū)作為

2、研究對象，以區(qū)域自然地理及水文地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，結(jié)合水文地球化學(xué)及環(huán)境穩(wěn)定同位素的方法，系統(tǒng)地對金佛山地區(qū)水化學(xué)特征的變化規(guī)律及氫氧同位素的空間分布進(jìn)行分析，并進(jìn)一步探究該地區(qū)存在的地下水及地表水的補(bǔ)給形式及循環(huán)特征，得出主要結(jié)果如下:
　　(1)區(qū)內(nèi)水體水文地球化學(xué)組成表明水化學(xué)類型為HCO3-Ca型和Ca(Mg)-HCO3型，體現(xiàn)出了區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖廣布的特點。金佛山地區(qū)地表水與地下水的水化學(xué)組成分布于巖石風(fēng)化控制端元附近，表明金佛

3、山水體受到巖石風(fēng)化控制作用較為顯著，這與區(qū)內(nèi)水體陰陽離子組成表現(xiàn)出了一致性。區(qū)內(nèi)地下水pH值呈弱堿性，金佛山自然保護(hù)區(qū)外總硬度與總堿度比值整體高于保護(hù)區(qū)內(nèi)，表明區(qū)內(nèi)可溶巖的溶解過程受到其他酸類影響，個別取樣點受到人為酸影響較為明顯。與上世紀(jì)70年代比較，金佛山地區(qū)保護(hù)區(qū)內(nèi)外的地下水總硬度與總堿度比值均存在上升的情況，保護(hù)區(qū)外上升幅度較大。Ca2+及Mg2+含量明顯受到排泄點地質(zhì)背景控制，分布于灰?guī)r地層的地下水排泄點Ca2+明顯較高，地質(zhì)

4、背景為白云巖地層的地下水排泄點Mg2+含量明顯高于其他地區(qū)，可見影響金佛山地下水陽離子濃度的因素主要為地質(zhì)背景，其次為人類活動影響。金佛山地區(qū)地下水HCO3-、Cl-、NO3-、SO42-等陰離子濃度較上世紀(jì)70年代均產(chǎn)生了不同程度的變化，其主要的影響因素為人類活動。
　　(2)金佛山地區(qū)地表河水及地下水氫氧同位素組成沿重慶市大氣降水線與全球大氣降水線附近分布，受同位素動力分餾效應(yīng)影響，存在著不同程度的偏離，而位于其左上方，地下水

5、位置較為集中而河水較為分散，表明金佛山地區(qū)地表水及地下水主要補(bǔ)給來源為大氣降水及冰雪融水。通過分析區(qū)內(nèi)地下水d值（氘過量值）發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)山下低海拔地區(qū)地下水與山上高海拔地區(qū)地下水相比d值較小，說明高海拔地區(qū)地下水由于受到冰雪融水補(bǔ)給，體現(xiàn)出冰雪融水氫氧同位素偏負(fù)的特點。分析沿地表徑流方向選取的流域徑流系統(tǒng)水體，在溶濾作用、陽離子交換作用及同位素高程效應(yīng)影響下，地下水變化表現(xiàn)為電導(dǎo)率沿徑流方向逐漸升高而氧同位素逐漸偏重。其中地下水的電導(dǎo)率(

6、EC)總體上高于地表水，主要原因是地下水在循環(huán)過程中對圍巖的溶濾作用及陽離子交換作用與地表水相比較更容易進(jìn)行，導(dǎo)致電導(dǎo)率上升。
　　(3)通過水化學(xué)及氫氧同位素數(shù)據(jù)分析建立金佛山地區(qū)水體循環(huán)概念模型:在金佛山1267m～2133m的高海拔地區(qū)，大氣降水以降雨及降雪的形式進(jìn)入金佛山水體循環(huán)系統(tǒng)。降水在下滲補(bǔ)給地下水的過程中受蒸發(fā)效應(yīng)影響，使得地下水逐漸富集重同位素。地下水運移過程中，部分地下水經(jīng)過淺循環(huán)形成冷泉出露于地表，而部分地下