1楼：中地数媒
地下水水化学组成受补给**、径流特征、围岩性质及其与地表水和降水的相互转化关系影响。疏勒河流域盆地地下水水化学组成主要反映出山河流渗漏补给特征，地下水向下游与地表水经过多次转化，在河流入渗、径流溶滤作用和蒸发浓缩过程中形成。埋藏很浅的地下水呈现不同程度的盐化，埋藏较深的则更多地反映了径流的强弱与路程长短。
地下水化学场表现出水平和垂向的分带性演化规律，自上游至下游可划分为淡水带、咸水覆盖下的淡水-微咸水带和咸水带。
一、水化学分布规律
（一）淡水带
分布于中游的玉门-踏实盆地南部疏勒河、榆林河冲洪积扇大部及部分前缘地带，下游的安西-敦煌盆地党河冲洪积扇大部分地带及安西盆地东部三角洲带，花海盆地石油河冲洪积扇地带，大致与单一潜水带分布一致。大厚度的qp2—qp3中储存着丰富的地下淡水。地下水tds小于1g/l，水化学类型以重碳酸-硫酸盐类为主。
此带内以单一大厚度潜水含水层为主，其水化学成分与出山河水极为接近，正反映了大量的河水入渗是洪积扇带地下淡水形成的主要原因（表4-17）。
表4-17 疏勒河流域淡水带地下水水化学特征
（二）表层微咸水-咸水、下层淡水-微咸水分布区
分布于南北盆地广阔细土平原。玉门-踏实盆地承压淡水，在向北径流过程中逐步淋滤积累盐分，至塔尔湾、饮马三站、布隆吉、北桥子以远，水化学类型渐变为hco3-so4-mg-na、so4-hco3-mg-na、so4-cl-mg-na型，地下水tds递增，逐步过渡为大于1g/l，青山农场一带地下水tds已大于3g/l。总体而言，该盆地承压水属淡水及微咸水。
对表层潜水，由于排泄方式为蒸发，tds一般较下部高，tds小于3g/l，属微咸水。
安西盆地白旗堡以东的广大地区下部承压水tds均小于1g/l，属so4-hco3-cl-mg-na及hco3-so4-na-mg型水。向西仅大梁戈壁水质小于2g/l。承压淡水、微咸水在下游，特别是西湖、南梁一带是饮用水的最佳水源，为解决这一地区长期饮用地表水现状找到了切实可行的途径。
表层潜水仅安西县城附近tds小于1g/l，其他中东部地区均大于1g/l，属so4-cl-mg-na、so4-mg-na等水型。向西径流中水质逐渐变差，伊塘湖一带tds已大于10g/l，西湖地区由于地表水灌溉，潜水tds一般1.5～5.
5g/l，属so4-cl-na-mg型水。
花海盆地是一个封闭的蒸发盆地，从南向北部干海子**洼地水质变差。就现在资料分析，花海灌区内由于开采影响表层潜水与承压水水质变化不大，tds变幅0.61～3.
77g/l，属so4-hco3-na-mg、so4-cl-mg-na型水，向东承压水tds过渡为1.18～1.64g/l，水化学类型属so4-cl-na-mg及so4-cl-mg-na-ca型。
三九公司农场局部为纯井灌区，潜水和承压水亦相互混合，因大量开采，水化学类型比较复杂，tds一般小于1g/l。营盘大墩以东地下水泄出区外循环积极，水质为盆地最好的地段，tds为0.48g/l，属hco3-so4-mg-na-ca型水。
区域潜水花海灌区以东至干海子一带表层水蒸发浓缩，tds一般大于5g/l，北石河从四墩门—干海子30km的地段内tds从3.70g/l增至5.82g/l，水化学类型由so4-cl-mg-na变为so4-cl-na-mg型。
（三）咸水带
流域内咸水带只出现于古湖区，由于这些地区在古地理环境中即为区域水盐汇积地。伴随着湖积物而沉积的tds较高的古湖水在长期封闭环境下tds进一步提高。流域西湖、伊塘湖、玉门关、哈拉湖、干海子、花海子均为古湖区，表层或下部承压水tds均较高。
据安2、安23钻孔资料，下部承压水tds为4.22～9.527g/l，水化学类型属cl-na-ca、cl-so4-na、so4-cl-na-mg型。
花海盆地虽没有深部资料，但对比分析深层咸水是存在的。
（四）北戈壁地下水
北戈壁地下水部分属cl-so4-na-mg型水，tds一般大于3g/l。
（五）高氟水分布区
随着强烈的蒸发，地下水中氟元素大量富集，在局部地区已形成危害。与盐类聚集规律一致，潜水中[f-]较下部承压水高。玉门-踏实盆地[f-]＞1mg/l的地区为北截山南缘地带，桥子以西及踏实灌区[f-]＞0.
7mg/l，安西盆地南岔、瓜州、四工农场以西浅层地下水中[f-]均大于0.7mg/l，表层水已大于1mg/l，花海盆地花海乡北东灌区地下水[f-]已大于0.7mg/l，北石河一带[f-]＞1mg/l。
上述地区均为流域开发规划的灌区及牧区，为有效地防止地氟病发生漫延，饮用水源应采用深层水，且防止表层水混入，以提高生物产量。
（六）地热异常区
据勘探证实安西盆地西南缘千佛洞前西水沟—新店台一带发现低温热水异常区，面积约300km2。1999年，甘肃省地矿局水文二队在新店台施工地热勘探孔一眼，孔深1650m，水温39.5℃，水质为so4-cl-na-mg型。
勘探孔中除zk1孔深度为444.91m外，其余勘探深度均在100～150m，已知载热层厚度388m，水温17～20℃，温度梯度均大于7℃/100m（表4-18）。
表4-18 安西-敦煌盆地地热异常点统计表
从水化学特征分析，d18孔下层承压水属hco3-na型水，与周围水化学类型明显相异，一般认为hco3-na型水的**与火成岩的淋滤作用有关。另外该层水中[f-]=0.48mg/l，[hbo2-]=25.
17mg/l，[f-]高可以认为是结晶岩地区地下热水的特点，较高的f-含量常出现于ph＞8和温度高于50℃的地下热水中。硼化合物溶解度与温度也有显著的依附关系。因此硼的富集也是高温地下热水的标志。
同时这两种元素指标已达到热矿水水质标准。
二、地下水水化学演变
疏勒河流域从上游至下游（山前戈壁带-细土平原-尾闾区），地下水水化学呈现出规律性的演化。
中游盆地山前戈壁带（尤以较大河流山前最为典型）地下水积极交替，使含水层骨架始终处于淋滤状态，可溶盐含量极低，形成了难溶而稳定的地球化学背景，地下水咸化程度很低，tds增加缓慢，为0.364～0.934g/l，以hco3-so4-mg-ca型水为主，水中hc与mg2+、ca2+离子占优势，小型洪积扇或下游盆地洪积扇则以hco3-so4-na-mg型为主，水中hc与na+、mg2+离子占优势（表4-19）。
表4-19 疏勒河主要洪积扇部位地下水水化学情况表
地下水从山前戈壁带到扇缘溢出带，以水平径流为主，沿途地下水不断溶滤介质，水中各离子浓度增加，tds逐渐增大。溢出带下游的细土平原带，地下水径流相对变缓，水位埋深浅。表层潜水以垂向交替作用为主，蒸发蒸腾作用明显，tds增加至1.
384～5.821g/l，同时水化学类型也发生改变，多为so4-cl-mg-na型，主要优势离子为s、cl-与mg2+、na+（表4-20）。说明地下水径流过程中，阴离子由hc向s、cl-方向演化，而阳离子则由mg2+、ca2+向mg2+、na+演化，水化学类型由hco3-so4-mg-ca型水转化为so4-cl-mg-na型水。
而中游盆地（表现典型的为玉门-踏实盆地）细土平原区与下游盆地靠近洪积扇前缘的细土带的下伏半承压和承压水，主要由其上游大厚度含水层在地质历史时期缓慢侧向补给形成的，地下水tds较小，水化学类型多为hco3-so4-mg-ca-na型，优势离子为hc，s，mg2+，ca2+，na+，比较接近洪积扇戈壁带地下水水化学成分（表4-21），也证明了其补给源。
表4-20 细土平原区潜水水化学情况表
表4-21 细土平原区承压半承压水水化学情况表
下游盆地尾闾区地下水径流十分缓慢，地表潜水蒸发浓缩作用占绝对优势，地下水tds很高，甚至形成了盐卤水，水化学类型为so4-cl-na与cl-so4-na型，优势离子为s、cl-与na+（表4-22）。
表4-22 下游盆地尾闾区潜水水化学情况表
地下水水化学组分演化的原因分析
2楼：中地数媒
三门峡盆地浅层地下水化学环境逐渐退化，尤其是近10余年来，城市区地下水化学环境迅速恶化。地下水宏量组分，fe离子，no－
3，总硬度，tds的迅速升高是地下水化学场退化的主要标志。地下水化学环境主要受水文地质条件和人类活动等因素的控制和影响。
4.2.3.水文地质条件对地下水化学系统演化的控制作用
由三门峡盆地浅层地下水化学特征的时空演化规律可知，地下水循环及包气带岩性、厚度控制着水化学系统的演化方向。
(1)地下水的补径排对地下水化学环境演化的控制作用
地下水的补给、径流、排泄条件对地下水化学系统演化具有明显的控制作用。补给条件好，水循环速度快的地区，水质硬化程度低;反之，补给条件差，径流缓慢区，地下水硬度高，且硬化发展快。硬化带的分布和发展与地下水流向相一致，从(图4.
10)明显地看出地下水硬化带南北向延伸，与该区域的地下水径流方向基本一致，而且水硬化10年来的发展方向是顺地下水流向由南向北伸展。
(2)包气带岩性对地下水化学环境演化的控制和影响
水和污染物质只有通过包气带才能补给浅层地下水，因此包气带的性质直接控制了浅层地下水的污染化速度和程度。污染物随入渗水沿着包气带介质孔隙下渗直到含水层的整个运移过程中，介质层对入渗水的污染物质具有一定的吸附、积累、转化和降解的能力。天然介质层的吸附降解能力因性质不同而异。
黏性土吸附降解能力大于砂性土的降解能力。黄土状亚粘土、亚粘土、中细砂的吸附降解能力依次降弱。
为研究区内包气带的净化作用，对青龙涧河岩性做了净化分析。青龙涧河河床岩性由砂砾石组成，其中夹有薄层黏性土和泥质粉细砂层，对防止地下水污染起着十分重要的作用。取靠近青龙涧河且埋深较大的地下水水质与河水水质对比分析可知(表4.
4)，重金属在渗透过程中可完全被净化，对各种污染物的净化能力均达到90%以上，而总硬度，no－
3的含量反映净化率不明显。
4.2.3.2 人为活动对地下水化学系统演化的控制作用
(1)污水灌溉对地下水环境演化的影响
污水灌溉是三门峡市郊区农业发展的既成事实。污水灌溉可以利用和处理城市废水资源，但由于污灌管理混乱，污水灌区的盲目灌溉，已造成地下水污染，并有加剧的趋势。nh+
4是常见的污染物离子，可用其含量来表征污水灌溉对地下水造成的污染。
表4.4 青龙涧河垂直净化分析成果表 单位:mg/l
nh+4随污水渗入土壤后，一般要经历挥发、植物吸收、离子交换及二级氧化等各种化学、生物反应，其中离子交换过程是首先发生的，而且是一个非常重要的环节。其反应式为
断陷盆地地下水环境演化与水文地球化学模拟——以三门峡盆地为例
这是一个瞬间就能达到平衡的离子交换反应，其结果是污水中的部分被土壤吸附，土壤表面的一部分ca2+被置换到水溶液中，这些被置换到水溶液中的ca2+将随着渗水进入地下水中，造成地下水硬度升高(庞良等，2004)。
(2)开采对地下水化学系统演化的影响
大量开采地下水，不仅引起地下水动力条件变化，也造成水文地球化学条件改变，某些新的水文地球化学作用的出现，是导致某些地区地下水水质恶化的重要原因。国内外许多水源地，在开采过程中出现的溶解性总固体、总硬度及铁、锰离子含量的增高和ph值降低等现象，这主要是由于含水层疏干，氧化作用加强所造成的。因为在开采过程中，随着地下水水面下降，氧气进入含水层被疏干的地带，促使岩层中硫、铁、锰，以及氮的化合物的氧化作用加强，特别是硫氧化细菌的出现，更加剧了金属硫化物的氧化过程。
如分布较广泛的黄铁矿(fes2)，在还原环境下很稳定，几乎不溶于水，但在氧化环境下则易于溶解，即
断陷盆地地下水环境演化与水文地球化学模拟——以三门峡盆地为例
此作用可形成一种强酸性环境(ph可达2～3)，溶解了岩层中原来不溶解或不易溶解的化合物(如土层中经常存在的钙、镁、铁、锰的化合物)，致使地下水中铁、锰、镁，以及硫酸根离子含量大大增加，地下水的溶解性总固体、总硬度亦随之升高。此外，地下水过量开采而呈疏干状态时，由于好氧菌降解有机物而释出so2－
4，ca2+，mg2+，渗入地下水，亦会引起硫酸盐硬度的增高。
此外，长期超量开采地下水导致地下水位持续下降，改变了地下水的补给、径流特征，激发增加了河流对地下水的补给量，污染河流补给地下水从而使地下水遭受污染，盆地内三门峡市区、陕县市区是地下水开采最集中的地区，也是地下水污染最严重的地区。
综合以上研究，盆地区地下水水化学场演化规律及主要影响因素如下:
1)盆地区地下水化学场已发生显著变化。地下水水化学场演化是水文地质条件和地下水位持续下降，地下水超量开采作用的结果。
2)盆地区地下水化学环境不断退化。研究区地下水化学场演化以地下水中no－
3，总fe，总硬度，tds，so2－
4等化学组分升高为特点。地下水化学场演化主要受水文地质条件、污染河流、污水灌溉、大规模开采地下水、环境污染等因素的控制和影响。
3)地下水水化学场的演化是人类活动的结果，表现为随人类活动强度变化而变化，近10余年来，随着区内工农业的发展，地下水水化学退化呈现不断增加的趋势。
（7分）化学是研究物质组成、结构、性质及其变化规律的科学。请
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