云南乌蒙山盘河地区地下水水化学及同位素特征

钱康, 张继, 陈鹏, 蒲文斌, 陈贝贝, 魏良帅. 云南乌蒙山盘河地区地下水水化学及同位素特征[J]. 地质通报, 2022, 41(7): 1291-1299. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.07.015
引用本文: 钱康, 张继, 陈鹏, 蒲文斌, 陈贝贝, 魏良帅. 云南乌蒙山盘河地区地下水水化学及同位素特征[J]. 地质通报, 2022, 41(7): 1291-1299. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.07.015
QIAN Kang, ZHANG Ji, CHEN Peng, PU Wenbin, CHEN Beibei, WEI Liangshuai. Hydrochemical and isotopic characteristics of groundwater in Panhe area of Wumeng Mountain, Yunnan[J]. Geological Bulletin of China, 2022, 41(7): 1291-1299. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.07.015
Citation: QIAN Kang, ZHANG Ji, CHEN Peng, PU Wenbin, CHEN Beibei, WEI Liangshuai. Hydrochemical and isotopic characteristics of groundwater in Panhe area of Wumeng Mountain, Yunnan[J]. Geological Bulletin of China, 2022, 41(7): 1291-1299. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.07.015

云南乌蒙山盘河地区地下水水化学及同位素特征

  • 基金项目:
    中国地质调查局项目《乌蒙山连片贫困缺水区1:5万水文地质调查》(编号: DD20160287)和四川省科技计划《大型复杂红层岩质滑坡灾变机理及防控技术研究》(编号: 2021YFSY0036)
详细信息
    作者简介: 钱康(1991-), 男, 硕士, 工程师, 从事水文地质、水文地球化学工作。E-mail: wunaiyufeng@163.com
    通讯作者: 张继(1974-), 男, 博士, 教授级高级工程师, 从事水文地质、岩石学研究。E-mail: 276582940@qq.com
  • 中图分类号: P641.12

Hydrochemical and isotopic characteristics of groundwater in Panhe area of Wumeng Mountain, Yunnan

More Information
  • 在乌蒙山1:5万五寨幅水文地质调查的基础上, 采集地下水样品, 结合地下水水化学组分聚类分析和因子分析方法, 研究区域地下水化学特征, 讨论其与水质评价结果的关系。结果表明, 研究区地下水化学类型以HCO3-Ca型水为主, 水化学组分具有明显的空间变异性。控制研究区地下水水化学组分的主要因素依次为水岩作用时间、含水层介质类型和人类活动。同位素测试结果印证了浅表地下水循环快、蒸发量较少, 地下水的盐分来源以矿物的溶解和溶滤为主。盘河区域地下水水质较好, 尤以玄武岩浅表风化裂隙富水结构中的A型水水质最优, 适合作为该缺水区的开发利用水源。B型水多为沉积岩区典型的溶滤水。C型水为V类水, 超标指标主要为SO42-, 源于原生矿物溶解和废弃煤矿矿井涌水。D型水多经过中深部循环。通过聚类分析法识别地下水的形成演化过程, 对在研究区开展供水井选址、发现矿泉水资源和水质评价有指导意义。

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  • 图 1  四类地下水Piper图

    Figure 1. 

    图 2  研究区采样点聚类分析成果图

    Figure 2. 

    图 3  研究区A、B、C、D型地下水水化学组分浓度的Box和whisker图

    Figure 3. 

    图 4  地下水组分公因子成分图

    Figure 4. 

    图 5  研究区水样氘氧关系图

    Figure 5. 

    图 6  地下水咸化作用的δD与Cl关系

    Figure 6. 

    表 1  研究区地下水常规水化学参数统计结果

    Table 1.  Statistical results of chemical parameters of groundwater in the study area

    变量 最大值 最小值 平均值 标准差 变异系数/%
    Ca2+ 158.00 2.25 34.59 27.75 80.25
    Mg2+ 73.00 0.52 9.25 10.81 116.84
    Na+ 16.80 0.13 2.07 2.12 102.61
    K+ 5.69 0.05 0.90 0.93 103.79
    HCO3- 319.00 30.00 133.81 74.30 55.53
    SO42- 473.00 0.02 31.32 56.37 179.98
    Cl- 14.30 0.01 1.83 2.10 114.95
    TDS 868.00 9.00 187.33 111.04 59.28
    pH 7.46 7.05 7.25 0.09 1.24
    TH 690.00 8.00 123.73 103.49 83.64
    碱度 262.00 24.00 109.71 61.00 55.61
    NO3- 13.30 0.004 3.20 2.80 87.62
    注:除pH值为无量纲外,其余变量的单位为mg/L
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    表 2  聚类分类的水质统计

    Table 2.  Water quality evaluation of samples classified by cluster analysis

    聚类分析类别 水质分类
    Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类 Ⅴ类
    A型地下水 25 27 7 0
    B型地下水 1 28 15 0
    C型地下水 0 0 0 1
    D型地下水 0 1 8 0
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    表 3  研究区地下水水化学参数的旋转因子载荷矩阵

    Table 3.  Matrix of rotated factor loadings of chemical parameters in the study area

    变量 F1 F2 F3
    Ca2+ 0.942* -0.081 0.046
    Mg2+ 0.826* -0.151 -0.355
    Na+ 0.048 0.758* -0.121
    K+ 0.359 0.693* -0.022
    HCO3- 0.709* -0.249 0.625*
    SO42- 0.719* 0.03 -0.659
    Cl- 0.301 0.796* 0.24
    TDS 0.96* -0.059 -0.2
    pH 0.045 -0.338 -0.038
    TH 0.98* -0.118 -0.12
    碱度 0.709* -0.248 0.625*
    NO3- 0.333 0.585* 0.27
    注:*表示较高的因子载荷
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    表 4  氢氧同位素测试结果

    Table 4.  Hydrogen and oxygen isotope results

    样品 样品类别 δDV-SMOW/‰ δ18OV-SMOW/‰ 3H/TU
    WB003 地下水 -58.5 -8.95 5.27
    WC086 地下水 -79.2 -11.08 3.19
    WC080 地下水 -82.7 -11.68 3.01
    WB080 地下水 -73.5 -10.53 3.68
    WB070 地下水 -67.9 -9.98 5.70
    WA075 地下水 -75.6 -10.78 2.35
    WA067 地下水 -64.5 -9.48 3.80
    WA068 地下水 -66.9 -9.95 4.36
    WB027 地表水
    (暗河入口)
    -70.9 -10.35 5.66
    WC032 地下水 -71.6 -10.39 3.13
    WB072 地下水 -67.5 -9.80 2.67
    WD041 地下水 -69.9 -10.28 4.96
    WA003 地下水 -64.7 -9.68 4.00
    WB011 地下水 -74.7 -10.83 4.28
    WC049 雨水 -74.7 -10.45 3.37
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出版历程
收稿日期:  2021-05-16
修回日期:  2021-08-02
刊出日期:  2022-07-15

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