基于水化学、同位素特征的济南岩溶地下水补给来源研究

彭凯; 刘文; 魏善明; 刘传娥; 陈燕; 董浩; 苏动; 袁炜; 韩琳

doi:10.11932/karst20200501

基于水化学、同位素特征的济南岩溶地下水补给来源研究

doi: 10.11932/karst20200501

山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心/山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队

计量
- 文章访问数: 1970
- HTML浏览量: 696
- PDF下载量: 296
- 被引次数: 0
出版历程
- 发布日期: 2020-10-25

Study on the recharge source of karst groundwater in Jinan city based on hydrogeochemical and isotopic characteristics

Shandong Engineering Research Center for Environmental Protection and Remediation on Groundwater /801 Institute of Shandong Provincial Geo-mineral Engineering Exploration Institute

摘要

摘要: 文章利用水化学、2H、18O同位素、87Sr/86Sr比值、13C和14C同位素对济南岩溶地下水补给来源、地热水补给来源进行研究。结果表明，岩溶冷水水化学类型以HCO3-Ca、HCO3·SO4-Ca型为主、地热水以SO4-Ca型为主。在旱季，间接补给区对泉群地下水补给比率在66.00%~73.58%之间，直接补给区仅占到26.42%~34.00%，旱季泉水的主要来源为间接补给区岩溶地下水。地热水受到了更新世以来的降水补给，是不同时期降水补给所形成的混合地下水，接受补给区域应为高程较高的张夏或者炒米店-三山子组地层，补给高程在350~550 m之间。
- 岩溶 /
- 水文地球化学 /
- 同位素 /
- 补给来源
Abstract: Hydrochemistry and isotopes can be used to study the recharge and discharge characteristics of groundwater and make up for the shortcomings of other methods. As a typical karst area in north China, there are many springs in Jinan city. The research on the source of groundwater in this area can provide a reliable basis for the spring protection. In this paper, hydrochemical parameters and isotopes 2H, 18O, 87Sr/86Sr, 13C and 14C are used to examine sources of four springs and geothermal water in Jinan. The results show that the cold karst water are dominated by HCO3-Ca and HCO3·SO4-Ca types, while the geothermal water is mainly SO4-Ca in chemistry. In dry seasons, the recharge ratio of indirect recharge area to springs is about 66.00%~73.58%, and the direct recharge area only accounts for 26.42%~34.00% of the total. The main source of spring water in dry seasons is karst groundwater in the indirect recharge area. Geothermal water is supplied by Pleistocene precipitation since Pleistocene time, which is mixed groundwater formed by precipitation during different periods. The supply area should be Zhangxia or Chaomidian-Sanshanzi formation at high elevations about 350-550 m.
- karst /
- hydrogeochemistry /
- isotope /
- recharge sources

HTML

参考文献(23)

[1]	冯瑞，郑百录，岳建国，等. 飞凤山处置场地下水水化学、氢氧稳定同位素特征及其指示意义［J］. 科学技术与工程， 2019， 19（18）： 100-108.
[2]	Wu X， Dong W， Lin X， et al. Evolution of wetland in Honghe National Nature Reserve from the view of hydrogeology［J］. Science of the Total Environment， 2017， 609： 1370-1380.
[3]	崔庚. 基于冲淤过程中河床沉积物渗透性变异条件下的傍河水源地地下水资源量评价［D］. 长春：吉林大学， 2019.
[4]	覃夏南，姜光辉，夏源. 考虑非饱和带作用及管道流的岩溶泉流量模拟［J］. 桂林理工大学学报， 2019， 39（3）： 622-627.
[5]	杨杨，赵良杰，苏春田，等. 基于CFP的岩溶管道流溶质运移数值模拟研究［J］. 水文地质工程地质，2019，46（4）： 51-57.
[6]	冯亚伟，陈洪年，卜华，等. 羊庄岩溶水系统水化学成因及同位素特征［J］. 中国岩溶， 2019， 38（3）： 394-403.
[7]	朱晓燕，张美良，吴夏，等. 桂林地区大气降水（大雨、暴雨）的δ18O特征与水汽来源的关系［J］. 中国岩溶， 2017， 36（2）： 139-161.
[8]	隋海波，康凤新，李常锁，等. 水化学特征揭示的济北地热水与济南泉水关系［J］. 中国岩溶， 2017， 36（1）： 49-58.
[9]	袁建飞，徐芬，刘慧中，等. 基于水化学和同位素的典型岩溶水系统溶质演化过程：以西昌市仙人洞为例［J］.科学技术与工程， 2019， 19（17）： 76-83.
[10]	Jebreen H， Wohnlich S， Banning A， et al. Recharge geochemical processes and water quality in karst aquifers： Central West Bank， Palestine［J］. Environmental earth sciences， 2018， 77（6）： 261.
[11]	张保祥，孙学东，刘青勇. 济南泉群断流的成因与对策探析［J］. 地下水， 2003， 25（1）： 6-8.
[12]	孙斌，彭玉明. 济南泉域边界条件、水循环特征及水环境问题［J］. 中国岩溶， 2014， 33（3）： 272-279.
[13]	李传生，祁晓凡，王雨山，等. 我国北方典型岩溶地下水位对降水及气象指数的响应特征：以鲁中地区为例［J］. 中国岩溶， 2019， 38（5）： 643-652.
[14]	Qian J， Zhan H， Wu Y， et al. Fractured-karst spring -flow protections： a case study in Jinan， China［J］. Hydrogeology Journal， 2006， 14（7）： 1192.
[15]	李常锁，武显仓，孙斌，等. 济南北部地热水水化学特征及其形成机理［J］. 地球科学， 2018， 43（增刊1）： 313-325.
[16]	Wu X， Li C， Sun B， et al. Groundwater hydrogeochemical formation and evolution in a karst aquifer system affected by anthropogenic impacts［J］. Environmental geochemistry and health， 2019： 1-18.
[17]	Wang J， Jin M， Lu G， et al． Investigation of discharge-area groundwaters for recharge source characterization on different scales the case of Jinan in northern China［J］．Hydrogeology Journal， 2016， 24（7）： 1723-1737.
[18]	管清花，李福林，王爱芹，等. 济南市岩溶泉域地下水化学特征与水环境演化［J］. 中国岩溶， 2019， 38（5）： 653-662.
[19]	胡宽瑢，曹玉清. 碳酸盐岩地区水质和化学动力学模型研究［J］. 水文地质工程地质， 1993（4）： 8-14.
[20]	Liu J R， Song X F， Yuan G F， et al. Characteristics of δ18O in precipitation over Eastern Monsoon China and the water vapor sources［J］．Chinese Science Bulletin，2010，55（2）：200-211.
[21]	Négrel P， Pauwels H， Chabaux F. Characterizing multiple water-rock interactions in the critical zone through Sr-isotope tracing of surface and groundwater［J］. Applied Geochemistry， 2018， 93： 102-112.
[22]	顾慰祖，厐忠和，王全九，等. 同位素水文学［M］. 北京：科学出版社， 2011.
[23]	Wang J， Jin M， Jia B， et al. Hydrochemical characteristics and geothermometry applications of thermal groundwater in northern Jinan， Shandong， China［J］．Geothermics， 2015， 57： 185-195.