运城盆地高氟地下水的分布及成因分析
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中国地质大学课程结题报告课程名称多元统计分析教师姓名向东进学生姓名石博学号 20111000711班级 121112 所在院系数学与物理学院日期 2015.1.1基于聚类分析和回归分析的运城盆地“典型高氟地下水氟特征”的研究摘要运城盆地是位于山西省西南部的一个重要工业生产基地。
由于地表水的严重匮乏,地下水资源在区域供水中的比重不断提高,但在盆地中广泛分布的高氟地下水严重威胁着区内广大人民的身体健康,对区域安全供水提出了巨大的挑战,因此,查明高氟地下水的水化学特征对对认识该区高氟水的形成机制和防治地方性氟病具有重要的科学和现实意义。
我们采用聚类分析和回归分析的方法,对高氟地下水水化学特征进行分析,能帮助我们了解地下水各组分的相关关系等,这样能够更好的理解高氟地下水的水化学特征和形成机制。
关键词:高氟地下水水化学特征聚类分析回归分析The study of groundwater’s characteristics of fluorine based on the regression analysis and cluster analysisAbstract Yuncheng basin is an important industrial production base located in the southwest of Shanxi Province . Due to the serious lack of surface water , groundwater resources’s proportion of water supply in the region has improved continuously now , but widely distributed high fluoride groundwater in the basin is a serious threat to the health of the broad masses of the people in the area . Obviously, The water supply is putting forward a huge challenge to regional security . Therefore, there is important scientific and practical significance to find out the hydrochemical characteristics of high fluoride groundwater for understanding the formation mechanism of high fluoride water and prevention of endemic fluorosis . We adopt the method of cluster analysis and regression analysis, to analyse the hydrochemistry characteristic of high fluoride groundwater, which can help us better understand the correlation between the components of groundwater, etc . At the same time , we can also know about the characteristics and formation mechanism and hydrochemical characteristics of high fluoride groundwater.Key Words high fluoride groundwater hydrochemical characteristics cluster analysis regression analysis1引言地方性氟中毒是世界性的环境地质问题,也是当今环境、地质科学领域研究热点之一,它引起了众多国家与国际组织的特别重视,我国内陆除上海市之外,其余各省、市、自治区均有病区。
运城盐池的形成调查报告(二)运城盐池的形成调查报告1. 调查目的探究运城盐池的形成原因,了解盐池的地理特征。
2. 调查方法采用实地考察和文献资料研究相结合的方式,对运城盐池进行调查研究。
3. 地理位置•运城盐池位于山西省运城市南部•地理坐标为北纬37°18′- 37°46′,东经111°34′-112°34′4. 形成原因•地质构造•盐池形成与地壳构造的活动密切相关。
运城盐池属于凹陷盆地,是华北地块的一部分。
•盐池所在区域历经了地壳隆起、抬升和断裂活动。
断裂带的存在导致地下水的循环和运移,最终形成了盐池。
•气候条件•运城盐池地区属于温带大陆性气候,夏季炎热,降水较少。
•高温和少雨的气候条件,促使盐湖水体中的水分蒸发,盐质积累,最终形成了盐池。
•地表水循环•运城盐池地区地表水呈现不断蒸发的状态,而地下水则被深层沉积物阻隔无法上升。
•地表水的蒸发过程中盐质逐渐浓缩,导致盐池中的盐质含量增加,并形成了独特的地理景观。
5. 地理特征•面积•运城盐池总面积约xxx平方公里。
•地貌•盐池地区地势相对平坦,没有明显的地貌起伏。
•盐池周围被类似沙堤的风积物包围,形成了独特的风景线。
•盐质成分•盐池的盐质成分主要为氯化钠和硫酸钠。
•盐质含量较高,呈现出白色盐结晶,形成了盐池的光秃景观。
6. 生态环境•植被•运城盐池地区植被稀疏,盐碱土壤的存在限制了植物的生长。
•动物•盐池地区动物种类较少,多为适应盐碱环境的特殊物种。
•环境保护•保护盐池地区的生态环境是重要任务,需要制定相关政策和措施。
7. 深入研究•盐池的经济价值•运城盐池的盐资源丰富,具有很高的经济价值。
可以开展盐产业的开发和利用。
•盐池的旅游价值•盐池独特的地貌和植被环境吸引了众多游客,可以开发盐池旅游资源,促进地方经济发展。
8. 结论运城盐池的形成与地质构造、气候条件和地表水循环密切相关。
盐池具有独特的地理特征和重要的经济、旅游价值。
运城市地下水超采及其环境影响和对策探析李红军【摘要】针对运城市地下水超采问题,对运城市地下水开发利用情况进行分析,在详细阐述运城市地下水超采区分布状况的基础上,对各超采区进行了评价,并进一步探讨了运城市地下水超采引起的一系列环境问题,根据分析结果,提出了该区域地下水超采问题应采取的相应控制措施,为“十三五”期间运城市地下水资源开发利用与保护提供有力支撑.【期刊名称】《地下水》【年(卷),期】2016(038)005【总页数】3页(P88-90)【关键词】地下水超采;环境影响;控制措施【作者】李红军【作者单位】山西省运城市水文水资源勘测分局,山西运城044000【正文语种】中文【中图分类】P641.8地下水作为运城市的主要供水水源,在运城市经济社会发展以及生态环境保护中的重要性不言而喻。
多年来,由于不尽合理的大量开发利用地下水,已形成了2个大型地下水超采区,并进一步引发了诸多环境问题。
对这些问题的分析探讨以及在此基础上提出的相应控制措施,对运城市地下水资源的可持续开发利用及有效保护具有十分重要的意义。
运城市全市总面积14 233 km2,区内地形比较复杂,相对高差明显,最高峰为垣曲境内的舜王坪,海拔高度2 321.8 m,最低为黄河岸边的古城,海拔高度245 m,比差达2 076.8 m。
纵观全貌,区内自北向南有吕梁山系、汾浍谷地、峨嵋台地、涑水盆地、中条山系、黄河谷地及垣曲山间盆地等。
其中峨嵋台地(包括凤凰垣)占全市面积的17.7%,三大断陷盆地(谷地)面积6 503 km2(含滩地水面面积),占全市面积的45.7%,山地丘陵(包括山间小盆地)面积占全市面积36.6%[1]。
本区水系属黄河流域,过境河流有黄河、汾河;境内河流有涑水河、白沙河、亳清河、允西河、板涧河等大小20余条。
全市共有中型水库 4 座,小型水库 90 座[2]。
根据区内地下水的赋存条件并结合具体情况,区内地下水基本类型可划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙孔隙水、碳酸盐岩裂隙岩溶水及变质岩和岩浆岩类裂隙水四类。
农田中氟化物含量高的
原因
农田中氟化物含量高的原因主要有以下几个方面:
1.土壤性质:某些类型的土壤,如石灰性土壤,对氟化物具有较强的吸附和固定能力,导致土
壤中的氟化物含量较高。
2.气候条件:干旱和半干旱地区,由于蒸发作用强烈,地下水中的氟化物被带到地表,容易造成土壤氟化物含量偏高。
3.农业活动:长期大量使用含氟化肥和农药,会导致土壤中氟化物积累。
此外,污水灌溉也
是导致农田中氟化物含量偏高的重要原因。
4.工业污染:某些工业生产过程中会产生大量氟化物,如果这些工厂的废水未经处理或处理不彻底而直接排放到环境中,会导致农田土壤和水体中的氟化物含量升高。
因此,为降低农田中
氟化物的含量,需要从多个方面入手,包括改善土壤性质、调整气候条件、合理使用化肥和农药、加强工业污染治理等。
这样才能保障农产品的质量和生态环境的安全。
运城盆地高砷区地下水-沉积物中砷的地球化学特征研究李勇;高旭波;张鑫;罗文婷;胡钦红【摘要】山西运城盆地是干旱半干旱地区,是我国典型的高砷高氟地下水污染区.在对运城盆地七级镇高砷地下水分布区地下水和钻孔沉积物开展地球化学特征研究的基础上,分析了地下水中砷的物质来源以及控制高砷地下水形成的地球化学过程.结果表明:研究区沉积物的主要矿物成分为硅酸盐、碳酸盐矿物以及少量铁氧化物和黄铁矿等,沉积物中砷的赋存形态主要为碳酸盐结合态/吸附态和Fe-Mn氧化物结合态,是地下水中砷富集的主要物源;研究区地下水中有机物含量较低,微生物活动较弱,属于典型的氧化性弱碱性高砷地下水,在此环境中沉积物中微量黄铁矿的氧化性溶解成为地下水中砷的主要物源,此外由于碳酸盐和硅酸盐矿物的风化和水解作用使地下水中富集大量HCO3,故地下水水化学类型多为HCO3-Na型,而地下水的弱碱性环境和较高浓度的HCO3会通过竞争性吸附导致沉积物中吸附态砷的溶解或解吸附,促进了地下水中砷的富集.【期刊名称】《安全与环境工程》【年(卷),期】2017(024)005【总页数】7页(P68-74)【关键词】高砷地下水;沉积物;地球化学过程;水-岩相互作用;氧化性溶解;运城盆地【作者】李勇;高旭波;张鑫;罗文婷;胡钦红【作者单位】中国地质大学(武汉)环境学院,湖北武汉430074;中国地质大学(武汉)环境学院,湖北武汉430074;中国地质大学(武汉)环境学院,湖北武汉430074;中国地质大学(武汉)环境学院,湖北武汉430074;中国地质大学(武汉)环境学院,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】X523受砷污染的地下水在全球多有发现,它严重威胁着人类健康,已成为目前很严重的环境问题。
目前已在70余个国家发生饮用水砷中毒事件,受砷污染影响的人口多达1.5亿,主要集中在孟加拉国、印度和中国[1]。
其中,中国高砷地下水主要分布在山西大同盆地和运城盆地、内蒙古河套平原、江汉平原和新疆等地区[2-6]。
第11卷第8期中国水运V ol.11N o.82011年8月Chi na W at er Trans port A ugus t 2011收稿日期:2011-06-11作者简介:曹小虎(66),男,山西运城人,运城水文水资源勘测分局高级工程师,从事水文水资源勘测、水资源评价及论证等工作。
涑水盆地高氟地下水的分布及成因分析曹小虎(运城水文水资源勘测分局,山西运城044000)摘要:文中通过对涑水盆地高氟地下水分布规律及成因探讨,确认高氟是由本区半干旱的气候条件、富含氟化物的包气带土体、碱性的地球化学环境及独特的水文地质构造确定,并详细地揭示了区内高氟地下水的形成机理。
关键词:涑水盆地;高氟地下水;规律中图分类号:P641.12文献标识码:A文章编号:1006-7973(2011)08-0190-02氟是自然环境中广泛分布且与人体健康密切相关的微量化学元素。
在高氟地区,人体长期摄入过多的氟会引起钙磷的代谢紊乱,过量的氟与血钙形成氟化钙,淤积于骨骼组织中,引起腰椎僵直,关节畸型和形成斑釉齿等。
饮水是氟的主要来源(占65%),饮水中氟含量的高低和氟病的发病率有直接的关系[1]。
涑水盆地位于山西省的南部,三面环山,西傍黄河。
行政区包括盐湖区、闻喜、夏县、临猗、永济五县(市)以及万荣、绛县的部分地区。
该盆地水文地质条件复杂,水化学特征异常,出现了著名的盐湖。
近年来通过水质分析发现该区地下水含氟量严重超标,面积达数千平方公里。
该区中地下水作为人畜用水的主要水源,含氟量高低直接影响到人们的正常生活。
本文就盆地地下水中氟的分布规律及成因作肤浅的探讨。
一、涑水盆地地下水中氟的分布1.浅层地下水中氟的分布这里的浅层地下水是指埋深小于60m 的潜水和微承压水。
在涑水盆地的浅层水中,氟的富积面极广,广泛分布在涑水盆地的浅层水中。
其中超标面积达3155.3k m 2,占整个盆地浅层水的76.6%,以含氟量>4mg/L 为氟骨症区;含氟量1.0~4.0mg/L 为氟斑牙区;含氟量0.5~1.0mg/L 为适宜区;含氟量〈0.5mg/L 为缺氟区为标准,盆地中浅层水含氟量及分布面积见表1。
运城市水资源存在问题及对策建议1 运城市水资源存在问题1.1 水资源短缺运城市总面积14233km,多年平均天然水资源量为13.34 亿m3o全市人均水资源占有量262。
68m,平均占有水资源2514。
15m/hm,仅为全国人均水平和每公顷平均占有量的12。
08%和10。
87%。
在天然水资源量中,运城市可开发利用的水资源总量为8。
1O 亿m。
其中,地表水可开发利用量为2.44 亿m,由于时空分布不均,其开发利用程度较底,全市年均地表水资源利用量仅为1。
56 亿m,占地表水可开发利用量的63。
93%;其中,全市地下水可开采量为6。
62 亿m,地下水年均开采量8。
34 亿m,年均超采1。
72 亿m,开发利用程度高达125。
98%。
全市地下水超采区面积已达7551km,占平原区总面积的84%,占全市总面积的53。
05%。
由于超量开采地下水,平原区大部分浅,中井已经报废。
运城市城区漏斗中心水位从1986 年至2003 年的17 年问,累积降幅高达80m。
1。
2 天然水质差,水体污染严重运城市地下水天然水质差,氟化物,砷,六价铬等 超标离子在平原区浅,中井中广泛分布,在部分地区深层地下水中,氟化物仍然超标。
饮水安全,特别是广大农村饮水安全问题仍然是水务部门的今后重点工作,也是中央以人为本政策的具体体现。
近年来,运城市工业和城市废污水年排放量达8500 万m3o 大中型企业仅有解州铝厂,丰喜肥业临猗分公司,永济电机厂,芮城黄化公司等部分企业建有污水处理设施,城市生活污水处理厂仅有永济市一家。
涑水河是运城市受污染最为严重的河流之一,年排入涑水河的污水高达3000 万m,闻喜吕庄水库以下河水水质常年为超V 类水。
同时,污染严重的河水渗漏影响沿河地下水,距河500m 范围内的地下水多为Iv—v 类水质。
汾河是运城市的主要河流之一,全市年排入汾河废污水达450 万m,据监测资料,河津汾河大桥断面水质综合污染指数明显高于新绛站里断面(汾河入境处),这说明汾河在运城境内污染加重。
622中国地质2010拒图1中国高氟地下水分布图(资料来源:中华人民共和国地方病与环境图集,1989)Fig.1Thedistributionofhgh——fluoridegroundwaterinChina(modifiedfromAtlasoftheEndemicDiseaseandEnvironmentofPeople’sKepublicofChina,1989)青海的西宁、互助、贵德。
甘肃的酒泉、陇西,陕西的西安、定边、靖边和大荔,宁夏的盐池、固原等县市。
另外在陇中黄土高原、秦岭北麓和关中盆地还有断裂构造形成的高氟地下温泉。
3成因分析氟在地下水中的富集是长期地质作用和地球化学演变的结果。
其主要受不同的岩石类型、气候、地形地貌、地质构造、水文地质等地质环境因素的影响,此外还有一些人为因素的影响。
3.1气候气候因素主要是降水和蒸发力.是水盐运动的主要基础和能量(势能)的主要来源。
中国北方属于干旱半干旱地区.多年平均降雨量小于450ml'n.而蒸发量却高达2000mmN。
强烈的蒸发作用致使浅层地下水沿包气带土体毛细管孑L隙上升蒸发.包气带土壤氟含量逐步聚集增高:随着降水淋溶使土层中可溶性氟进入地下水而形成高氟地下水。
例如:阿拉善沙漠中心水井中的氟含量高达15.4mg/L网。
刘东生f1983)在研究中国北方高地方性氟病区指出“氟在平原上的迁移与富集状况随着苏打盐渍化的轻重显示有强弱的差异.而高氟地下水分布范围与区域土壤盐渍化形影相随.造成二者共生的机制就是盐份的浓缩作用”161。
3.2地形地貌地貌特征反映了一个地区的地质构造、地层岩性、土壤类型、植被种属、地表水和地下水的赋存条件。
以及水质、水量的形成特点,还可以反映一个地区的地球化学环境特征和元素迁移、富集的规律.进而影响高氟地下水的形成和分布。
中国北方高氟地下水广泛分布在山前冲积扇的扇缘交接洼地和冲积平原区、盆地中心相对低洼的地区。
如:河套平原、运城盆地、张掖盆地等中心地区均为高氟地下水分布地区。
例析高氟地下水成因及解决措施1、高氟地下水的成因高氟地下水的形成机理主要来源于两个方面,既:化学环境影响因素和地质环境影响因素。
1.1化学环境影响因素1.地下水的PH值。
当地下水的PH值比较低(呈酸性)的时候,地下水中所含有的氢与氟离子之间会生产氢氟酸,产生的氢氟酸会溶解岩石中所含有的硅酸盐和二氧化硅,进而生产气态的氟化硅,这在一定程度上减少了地下水中的氟含量,减少了氟的聚集;而当地下水的PH值较高(呈碱性)的时候,可以使岩石中赋存的硅酸盐溶于水中。
如果碱金属在地下水中发生水解后,可以使水的碱性大大增强,进而可以使岩层中所含氟硅酸盐溶解,释放出氟,使地下水中氟的含量增多。
2.水中各种离子。
对于地下水中的钙质水分布区而言,其中所含有的氟含量较低,而在钠质水分区中所含有的氟含量则较高。
而就氟而言,其钙盐和钠盐也具有不同的溶解度。
一般情况下,氟化钙和氟化钠在水中的溶解度分别为16mg/L和42×103mg/L。
氟化钠发生水解后,氟会以离子的状态存在地下水中,氟化钙由于本身的溶解度很低,在水中主要以沉淀形式存在,这就使地下水中出现“高钙低氟、高钠高氟”的现象,既如果地下水中的阳离子主要为钙离子的时候,鉴于氟化钙的溶解度,地下水中所含有的氟会很少;而当地下水中的阳离子主要为钠离子的时候,基于氟化钠的强溶解度,氟的含量会大量的富集。
此外,地下水中的所含有的碳酸氢根和碳酸根会与氟化钙发生化学反应,生成碳酸钙或碳酸氢钙,进而加速其水解,也会促使地下水中氟含量的增加。
3.蒸发浓缩作用。
如果如果区域水的蒸发量比区域水的降水量大,则会减缓地表水的流动,水流交替缓慢,也减少了盐类的溶解量,使其析出,进而减少了水中氟的含量。
尤其在洼地和河间区域,由于发生蒸发浓缩,使区域形成碳酸钠分布区,这就会使水中的氟含量增加;而在颍泉区北部的区域,由于河网比较分散、稀疏,地下水的动力条件较差,蒸发浓缩作用表现的更为明显。
4.阳离子交替吸附作用。
运城盆地人类活动氟污染的环境效应研究罗文婷;张鑫;高旭波【摘要】氟(F)污染是严重影响人类及动植物生长的环境问题之一,而人类活动已经成为新型环境氟污染的来源之一.调查了运城盆地不同类型工农业污染源中氟的浓度水平,并研究了固体工业污染源中氟在淋滤作用下的环境释出行为.结果表明:采集的固体工业污染源样品中总氟含量最高为1 479.9 mg/kg,平均含量为763.21mg/kg,远高于我国土壤氟含量的平均水平;农药和化肥样品中氟含量均较高,最高含量可达1 161.21 mg/kg.氟淋滤试验结果显示:化工厂污染源中的氟溶解性较好,氟释出浓度高达11.0 mg/L,具有较大的环境氟污染风险;两种碱性电解质淋滤液Na2 CO3和NaHCO3均对氟离子(F-)的释出有较明显的促进作用.其作用机理包括CO32-和HCO3对F的竞争性解吸附和离子浓度(主要为Na+)增加对F的络合性释出.【期刊名称】《安全与环境工程》【年(卷),期】2017(024)002【总页数】7页(P46-52)【关键词】氟污染;人类活动;工农业污染源;环境效应;运城盆地【作者】罗文婷;张鑫;高旭波【作者单位】中国地质大学(武汉)环境学院,湖北武汉430074;中国地质大学(武汉)环境学院,湖北武汉430074;中国地质大学(武汉)环境学院,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】X501氟(F)污染是严重影响人类及动植物健康生长的重要环境问题之一。
大量研究表明,随着人类活动范围和程度的不断扩大,人类活动已经成为新型环境氟污染的主要来源之一[1-6]。
氟与人体健康密切相关,适量的氟为人体健康成长所必需,氟摄入不足可导致龋齿等病症,过量的氟则会造成严重的机体病变,如氟斑牙和氟骨症等。
氟中毒不仅会影响人体骨骼和牙齿的发育,还会累及心血管、中枢神经、消化、内分泌、视器官、皮肤等多个系统[7-10]。
此外,过量的氟也可导致土壤机能下降以及对植物产生毒害作用。
运城盆地高氟地下水的分布及成因
曹小虎;卫俊霞
【期刊名称】《山西水利科技》
【年(卷),期】1997(000)002
【摘要】本文通过对运城盆地高氟地下水分布规律及成因探讨,确认高氟水是由于本区半干旱的气候、富含氟化物的包气带土壤、碱性的地球化学环境及独特的水文地质的构造等环境背景条件下形成的。
【总页数】4页(P30-33)
【作者】曹小虎;卫俊霞
【作者单位】运城地区水文分站;运城市水利局
【正文语种】中文
【中图分类】P641.11
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因此,地下水的监测工作影响着整个水利工程,对其工程质量、水利建设的投入使用效果等有着重要影响。
运城市位于山西省的西南部,属于半干旱的大陆型气候,地表水资源匮乏,据运城市第二次水资源评价成果显示,运城市地下水资源量约为10.06亿 m3,地表水约为8.48亿 m3,水资源总量约为14.48亿 m3。
特别是在当前社会快速发展的时代,人民的经济水平不断提高,对水资源的需求逐渐增大,导致该地区出现水资源短缺、地下水位下降、中小河流断水等情况的发生[2]。
为了减少地下水严重匮乏的可能,对运城市地下水进行动态监测是有必要的,本文以此为出发点,分析该地区监测技术发展状况和面临的问题,结合实际监测数据,分析解决监测不足之处,并提出相应的建议。
运城是水资源极为短缺的地区,地表水集中在汛期,并且呈现暴涨暴落的趋势,有限的蓄水工程致使长期以来该地区以地下水作为主要的供水水源之一[3]。
该地区地质特征是盆地,农业灌溉、工业用水、居民用水等用水量大,地下水水位出现明显的下降趋势。
地下水根据水位高低分区为浅层水、中层水和深层水,自20世纪60年代以来,水位先是趋于稳定状态,随后以0.6~1 m的速率下降,到80年代末下降速率为1.3 m。
运城市地下水资源特征及开发利用研究
姚亮
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【摘要】为探明运城市地下水资源的分布状况和开发潜力,文章以运城地区为背景,结合泰尔指数系数和聚类算法分析,开展运城市地下水资源空间分布特征研究。
研究表明:运城市地下水化学组成在空间上呈现出显著差异;聚类分析突显了运城市不同地区水化学特征,提出的聚类算法模型预测效果出色。
主成份分析揭示了地下水化学3个控制因素:岩石溶解、人类活动以及硫化物氧化影响。
研究的提出对推动运城市地下水资源开发具有重要价值。
【总页数】4页(P95-98)
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运城盆地高氟地下水的分布及成因分析
作者:卢莉莉
作者单位:山西省运城市水文水资源勘测分局,山西,运城,044000
刊名:
地下水
英文刊名:GROUND WATER
年,卷(期):2006,28(2)
被引用次数:5次
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本文链接:/Periodical_dixs200602014.aspx。