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[硕士论文] 孟晶晶
地下水科学与工程 成都理工大学 2018(学位年度)
摘要:研究区位于普格县缺水地区,当地居民面临着地下水水质安全、缺水及水量持续性问题,严重威胁当地居民的身体健康及正常的生产生活。本文调查分析了研究区自然地理条件、地质条件及水文地质条件;通过数理统计分析和GIS技术着重分析了地下水化学的分布特征;运用单因子评价法、内梅罗指数法及模糊综合评价法,对地下水水质进行评价;结合当地实际情况建立相应的地下水溶质运移数值模型,综合两种不同水质标准下的地下水水质评价结果,并根据评价指标的检出率、超标率及稳定性,选取影响水质类别最主要的评价因子NO3-离子以及与其它评价因子相关性较大的TDS作为模拟因子,对模拟因子的运移情况进行未来20年的预测分析,具体成果如下:
  (1)研究区地形高差悬殊,主要形成河谷冲积平原地貌、侵蚀剥蚀构造中山地貌,并且出露的地层复杂,岩性主要有砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩以及灰岩和白云岩。区内发育的断裂沿着则木河两岸展布。多年平均降雨量为1165mm。
  (2)研究区内地下水类型为第四系松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和碳酸盐岩岩溶水。含水岩组根据地下水类型进行相应的分类。大气降水为主要的补给来源,地下水沿着裂隙顺层的方向径流至低洼处,在沟谷附近排出地表,而在沟谷深切割的地带主要以泉水的形式排泄。
  (3)根据研究区内55组的水样数据,对研究区的地下水化学类型、主要组分的空间分布和相关性进行研究。
  ①对研究区55组水样数据进行统计分析,得出研究区地下水水化学类型主要为HCO3-Ca。
  ②基于sufer软件对主要组分进行空间插值分析其分布特征,清楚的可以得出主要组分的分布特征和变化规律。
  ③基于SPSS软件,对主要组分的相关性进行分析,掌握主要组分之间的相关性,例如:TDS与Ca2+、Mg2+、HCO3-和SO42-相关性较大。
  (4)依据地下水质量标准和农村实施的生活饮用水卫生准则,对地下水水质进行了评价。
  ①基于地下水质量标准,单因子评价法结果表明,区内部分地区的Fe、耗氧量、NO3-、NO2-、NH4+离子组分超标,影响地下水水质类别;内梅罗指数法的评价结果显示,水质质量优良~良好的水样占55%,水质质量较差~极差的水样占45%,基本上各占一半;模糊综合评价法的评价结果显示,研究区内地下水质量达到Ⅲ类水标准的水样占76%,超过Ⅲ类水标准占24%。综合表明,研究区内地下水水质整体较好,但部分单个评价指标具有超标的现象(Fe、耗氧量、NO3-、NO2-、NH4+)。
  ②基于农村实施的生活饮用水卫生准侧,模糊综合评价法结果显示,水质整体较好,符合生活饮用水卫生标准。水样JS029和JS038的评价结果为Ⅲ级水,水质不安全。综合两种不同水质标准下的地下水水质评价结果,并结合评价因子的检出率、超标率以及稳定性可知,NO3-离子是影响地下水水质类别最主要的评价因子。
  (5)根据查明的水文地质条件,建立了水文地质概念模型。研究区东西边界根据分水岭设置为定水头边界,南北边界依据地下水流线设置为零通量边界。含水层顶层为孔隙含水层、裂隙含水层和岩溶含水层交替的潜水层,第二层为弱透水层,下部为岩溶含水层和碎屑岩类孔隙含水层。
  (6)计算分析了未来20年TDS和NO3-离子的运移分布规律。TDS和NO3-离子污染晕沿着地下水径流的方向,具有向下游逐渐扩大的趋势,在断裂带附近,浓度出现富集现象。在第20年时,TDS和NO3-离子的最高含量分别达到7316.44mg/L、162.8640mg/L,超出地下水水质Ⅲ类水的标准要求,威胁地下水水质的安全性。根据污染物的来源与运移特征提出了合理的治理与防护措施,为合理开发则木河流域地下水水资源提供科学理论依据。
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