【摘要】：由于地表水體污染日益加重,地下水資源已經(jīng)成為我國(guó)北方日常供水和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要水量來源。在地下水的開發(fā)利用中,傍河開采也是一種重要的方式,在促進(jìn)河水向地下水轉(zhuǎn)化的同時(shí),也影響著河水入滲過程中的生物地球化學(xué)作用。河水入滲補(bǔ)給過程中的生物地球化學(xué)作用研究,對(duì)于維持傍河水源地地下水水質(zhì)及生態(tài)安全具有十分重要的意義。由于水化學(xué)方法具有多解性與不確定性,因此本文在應(yīng)用多元統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上,選取積極參與地下水氧化還原反應(yīng)的碳、硫穩(wěn)定同位素,通過同位素示蹤的方法從微觀角度準(zhǔn)確而有效的揭示河水入滲過程中的生物地球化學(xué)作用。通過本次研究,取得如下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí):(1)在淺層和深層水流路徑上,地下水環(huán)境指標(biāo)和主要組分在空間尺度上存在差異,可劃分為不同地下水環(huán)境分區(qū):淺層水流路徑上,距離河岸4.0 m范圍內(nèi)、4.0 m~17.0 m范圍內(nèi)和17.0 m~350.0 m范圍內(nèi)依次劃分為弱氧化區(qū)、弱還原區(qū)和還原區(qū);深層水流路徑上,距離河岸17.0 m范圍內(nèi)、17.0 m~200.0 m范圍內(nèi)和200.0 m~350.0 m范圍內(nèi)依次劃分為弱氧化區(qū)、弱還原區(qū)和還原區(qū)。(2)通過多元統(tǒng)計(jì)分析,成功地識(shí)別出了控制河水入滲過程中地下水演化的重要的生物地球化學(xué)作用:有機(jī)碳氧化分解作用、反硝化作用、鐵錳礦物的還原作用和SO_4~(2-)還原作用。同時(shí),通過分析主因子在各監(jiān)測(cè)井的不同得分,分析了河水入滲過程中生物地球化學(xué)作用在空間上的分布特征,表現(xiàn)為在弱氧化區(qū)以有機(jī)碳氧化分解作用為主,弱還原區(qū)以鐵錳礦物還原作用為主,還原區(qū)以SO_4~(2-)還原作用為主。(3)通過對(duì)河水入滲過程中生物地球化學(xué)作用進(jìn)行碳同位素示蹤可以發(fā)現(xiàn),驅(qū)動(dòng)生物地球化學(xué)作用的有機(jī)碳的主要來源。其中,在弱氧化區(qū)參與反應(yīng)的有機(jī)碳主要來源于入滲過程中河水?dāng)y帶的溶解有機(jī)碳;在弱氧化區(qū)和還原區(qū),參與反應(yīng)的有機(jī)碳來源于河水?dāng)y帶的溶解有機(jī)碳和含水介質(zhì)中的沉積有機(jī)碳。(4)在河水入滲過程中,伴隨著地下水中SO_4~(2-)中δ~(34)S值明顯增大,發(fā)生了以SO_4~(2-)作為電子受體的還原作用;利用還原過程中地下水中SO_4~(2-)發(fā)生動(dòng)力分餾的瑞利分餾模型證明了研究區(qū)地下水發(fā)生了SO_4~(2-)還原作用。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P593;P641
【圖文】：

8圖 1.1 技術(shù)路線圖（1）充分搜集研究區(qū)的自然地理、地質(zhì)與水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)等基礎(chǔ)資料，查明研究區(qū)河水入滲特征；檢索并閱讀國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，了解國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及存在的問題，確定論文的研究目標(biāo)及具體研究思路。（2）在野外實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合研究目標(biāo)，布設(shè)水文地質(zhì)勘探孔、水位監(jiān)測(cè)孔與取樣孔，采集河床沉積物、含水層介質(zhì)、河水和地下水樣品，并進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間序列的現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，分析河水入滲過程中地下水中主要環(huán)境指標(biāo)和

面積約 2 km2。研究區(qū)交通便利，西部有國(guó)道 G203，北部有遼中環(huán)線高速經(jīng)過。圖 2.1 研究區(qū)交通位置圖2.1.2 地形地貌研究區(qū)屬遼河中下游沖積平原，地形較為平坦，地勢(shì)總體上由東向西傾斜，海拔高程在 42~50 m 之間。研究區(qū)地貌類型為河流堆積地貌，主要為低河漫灘。2.1.3 氣象概況研究區(qū)位于暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)型氣候區(qū)，氣候溫和，四季分明，春季短促多風(fēng)、夏季炎熱多雨、秋季涼爽舒適、冬季寒冷干燥。據(jù)氣象站觀測(cè)資料可知，研究區(qū)多年平均氣溫為 8.5 ℃，月平均最高氣溫 24.6 ℃，最低氣溫-11.7 ℃，多年最大凍土深 1.6m。研究區(qū)多年平均降水量 703.6mm，且多集中在 5~9 月份

圖 2.3 研究區(qū)水文地質(zhì)剖面圖（二）含水層富水性在低漫灘區(qū)的抽水井進(jìn)行的抽水試驗(yàn)得出含水層滲透系數(shù)為 60~80 m/d，單位出水量為 1200~1900 m3/d，為強(qiáng)富水區(qū)。（三）地下水補(bǔ)、徑、排條件區(qū)內(nèi)地下水的補(bǔ)給來源有遼河入滲補(bǔ)給、大氣降水入滲補(bǔ)給和區(qū)域地下水側(cè)向徑流補(bǔ)給，其中以遼河入滲補(bǔ)給為主。由于研究區(qū)內(nèi)地下水集中開采，如圖 2.4所示，在開采井附近形成了地下水位降落漏斗，因此研究區(qū)地下水徑流方向?yàn)樗闹芟虻叵滤宦┒分行姆较騾R聚。研究區(qū)內(nèi)地下水排泄方式有蒸發(fā)排泄和人工開采，其中主要的排泄方式為人工開采。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2774025