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环境科学 2025年第2期46卷 821-832页

作者：张亚欣蔡子昭谭肖波文广超郭旭河南理工大学资源环境学院焦作454003 中国地质科学院水文地质环境地质研究所石家庄050061 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济南250014 山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心济南250014

地下水化学特征和水质受到天然地质条件和人类活动双重影响.以大汶河流域为研究对象,通过野外调查和采样,分析水化学特征及其影响因素,运用熵权水质指数(EWQI)对水质进行评价,运用水化学异常识别方法区分人类活动对地下水水质的影响程度... 详细信息

地下水化学特征和水质受到天然地质条件和人类活动双重影响.以大汶河流域为研究对象,通过野外调查和采样,分析水化学特征及其影响因素,运用熵权水质指数(EWQI)对水质进行评价,运用水化学异常识别方法区分人类活动对地下水水质的影响程度,然后将两种评价方式耦合,对地下水水质类型进行识别.结果表明,大汶河流域地下水阴阳离子分别以HCO_(3)^(-)和Ca^(2+)为主,地下水中TH、TDS、NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)浓度超标率较高,地下水化学类型以HCO_(3)·SO_(4)-Ca、HCO_(3)·Cl-Ca和HCO_(3)·SO_(4)·Cl-Ca型为主,地下水化学组分受水岩相互作用和人类活动多重影响.熵权水质指数(EWQI)结果显示地下水质量Ⅰ类和Ⅱ类占比为10.71%和36.91%,地下水质量Ⅲ类占比为41.67%,Ⅳ类和Ⅴ类水占比为5.95%和4.76%,流域上游至下游的水质状况逐渐变差,裂隙水和岩溶水水质优于孔隙水.水化学识别人类活动影响程度较大的区域主要分布在下游东平县及东平湖区域,中游宁阳县和文阳镇,上游泉沟镇和禹村镇,人类活动主要集中在流域地势低平的地方.上述两种评价结果具有较强的正相关性,相关性系数为0.588.结合熵权水质指数(EWQI)与人类活动影响程度两种评价方法,将地下水保护治理状态分为保护型、防控型和治理型这3类,可以弥补单一评价方法对水质类型识别不全面,而且对区分天然地质条件下的劣质水和人类活动造成的劣质水有借鉴意义.

关键词：大汶河流域水化学特征水质评价劣质水熵权水质指数(EWQI) 人类活动影响

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济南龙洞片区某工程区地下水位升高原因及控制措施

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人民黄河 2025年第2期47卷 113-118,149页

作者：张春辉李常锁卫如春武显仓宿庆伟耿付强邢立亭高帅山东省地矿工程勘察院(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) 山东济南250014 山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心山东济南250014 济南大学水利与环境学院山东济南250022

地下水位升高会对周边环境、工程建设等产生不同程度的影响。以济南市龙洞片区某工程为例,通过水文地质钻探、地球物理勘探、示踪试验、地表水测流以及水化学分析等方法探究工程区地下水位升高的原因,并提出了合理、有效的水位控制措施... 详细信息

地下水位升高会对周边环境、工程建设等产生不同程度的影响。以济南市龙洞片区某工程为例,通过水文地质钻探、地球物理勘探、示踪试验、地表水测流以及水化学分析等方法探究工程区地下水位升高的原因,并提出了合理、有效的水位控制措施。南部山体浅层岩溶水侧向径流和大辛河河水是工程区地下水重要的补给源,且大辛河是主要补给源;在地下水补给量增大的同时,工程建设破坏了原本地下水径流通道,工程地下结构阻挡了地下水流动,最终导致地下水位升高。实施地下水位控制的雨水沟改造方案后,工程区地下水水位升高速率从2.4 m/h降至0.1 m/h,有效控制了地下水位的升高。

关键词：地下水位升高岩溶裂隙示踪试验水化学特征

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济南趵突泉泉域水化学特征空间差异性及控制因素分析

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环境科学 2024年第8期45卷 4565-4576页

作者：许庆宇刘春伟李常锁孙斌齐欢吴璇徐秋晓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济南250014 山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心济南250014

为掌握济南趵突泉泉域岩溶地下水水化学特征及离子来源,着眼于趵突泉泉域间接补给区、直接补给区和汇集出露区这3个功能区,以地下水流动系统理论为指导,基于区域自然地理和水文地质条件,分别采集分析了不同功能区的地下水样品,并采用水... 详细信息

为掌握济南趵突泉泉域岩溶地下水水化学特征及离子来源,着眼于趵突泉泉域间接补给区、直接补给区和汇集出露区这3个功能区,以地下水流动系统理论为指导,基于区域自然地理和水文地质条件,分别采集分析了不同功能区的地下水样品,并采用水化学参数统计、多元统计、自组织神经网络(SOM)分析、水化学图形分析和离子比例系数等分析方法,研究各功能区地下水水化学特征空间差异性,并揭示其控制因素.结果表明,由于地下水径流路径的不同,不同功能区水化学参数存在差异,但总的来说趵突泉泉域各功能区地下水均呈碱性,表现出典型的碳酸盐矿物溶解特征;汇集出露区地下水同时受到直接补给区和间接补给区的补给,地下水从间接补给区到汇集出露区水化学类型由HCO_(3)-Ca型向HCO_(3)·SO_(4)-Ca型转变,含水层内存在少量的石膏溶解作用生成了Ca^(2+)与SO_(4)^(2-);地下水中离子主要来源于含水层岩石矿物的溶滤作用,同时受阳离子交换作用、矿物溶解-平衡及人类活动的综合影响.趵突泉泉域地下水受人类活动影响较大,人类活动在一定程度上影响了泉域地下水水化学的演化.

关键词：趵突泉泉域水文地质岩溶水水化学特征控制因素

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淄博张店地热田岩溶热储水化学特征及形成机理

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地下水 2025年第02期 24-27页

作者：江露露秦昂张清平于令芹魏海东山东省地矿工程勘察院(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) 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测绘院

通过对淄博张店地区地热资源形成的水文地质条件、热储层特征等分析研究，对张店地热田形成机理进行了探讨，建立了张店地热田热储概念模型，为地热资源开发利用奠定了基础。以张店地热田5个地热井为研究对象，采用Piper图解、Schoelle... 详细信息

通过对淄博张店地区地热资源形成的水文地质条件、热储层特征等分析研究，对张店地热田形成机理进行了探讨，建立了张店地热田热储概念模型，为地热资源开发利用奠定了基础。以张店地热田5个地热井为研究对象，采用Piper图解、Schoeller图解、离子组分比率特征、Na-K-Mg平衡图解等方法，揭示了地热水的水岩作用过程、运移途径、循环演化特征和形成机理。结果表明：研究区的地热水水化学成分相似、水化学类型相同，完全不同于岩溶地下水。地热水中Ca2+、SO42-及矿化度含量明显高于岩溶地下水。利用水文地球化学演化、离子组分比率等分析方法，推断出岩溶热储地热水补给来源为研究区东南部及东部山区降水入渗。大气降水入渗补给岩溶含水层后，经地下水深循环径流运移，受多个断裂的深切，使地下热流沿断层裂隙向上传导，并得以深循环加热，形成地热水。

关键词：岩溶热储水文地球化学特征水岩作用形成机理淄博张店

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山前岩溶热储聚热与富水机理:以济南北岩溶热储为例

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地质学报 2020年第5期94卷 1606-1624页

作者：康凤新隋海波郑婷婷山东省地质矿产勘查开发局济南250013 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济南250014 山东省地热清洁能源探测开发与回灌工程技术研究中心山东德州253072 山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心济南250013

岩溶热储是中国北方两大主力供暖热储之一。山前岩溶热储主要位于岩溶地下水流系统下游埋藏型岩溶分布区,属深循环、弱开放、径流滞缓的区域地下水流系统之排泄区。本文以济南北岩溶热储为例,基于地质构造、同位素和水文地球化学特征,... 详细信息

岩溶热储是中国北方两大主力供暖热储之一。山前岩溶热储主要位于岩溶地下水流系统下游埋藏型岩溶分布区,属深循环、弱开放、径流滞缓的区域地下水流系统之排泄区。本文以济南北岩溶热储为例,基于地质构造、同位素和水文地球化学特征,揭示了地热水起源及其运移演化和富集机理:地热水一小部分来自于泰山北翼火成岩、变质岩分布区的大气降水入渗补给,大部分来源于寒武纪长清群和寒武纪-奥陶纪九龙群碳酸盐岩岩溶裂隙含水岩组分布区岩溶地下水的深循环径流补给;地热水主要循环富集于层间岩溶与断裂破碎带复合处、层间岩溶与岩体接触带复合处。根据地温场空间分布特征揭示的热源及其传递和聚集特征,提出了热储四元聚热机制:一元是大地热流毯状传导聚热、二元是凸起区高热导率分流聚热、三元是导热断裂或岩体接触带带状对流聚热、四元是地下水运移传导-对流聚热。在热储聚热与富水成因机理研究基础上,建立了基于水源、热源及热储赋存规律的岩溶热储地热田成矿模式,构建了如何寻找地热水富集区和热流聚集区的找矿模型,揭示了地热成矿规律,为地热资源探测找矿提供了依据。

关键词：岩溶热储弱开放聚热机理成矿模式找矿模型

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胶东半岛不同构造单元深部热流分流聚热模式

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地质学报 2021年第5期95卷 1594-1605页

作者：史猛康凤新张杰高松于晓静山东省第三地质矿产勘查院山东烟台264000 山东省地质矿产勘查开发局山东济南250013 山东科技大学山东青岛266590 山东省地热清洁能源探测开发与回灌工程技术研究中心山东德州253072 山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心山东济南250014

中生代、新生代时期地壳剧烈运动将胶东半岛划分为胶北隆起、胶莱凹陷、胶南-威海隆起三大构造单元,其中隆起山地区广泛分布花岗岩、变质岩,凹陷盆地区主要分布砂岩沉积地层,胶北隆起区与威海隆起区相对于胶莱凹陷盆地区具有更高的大地... 详细信息

中生代、新生代时期地壳剧烈运动将胶东半岛划分为胶北隆起、胶莱凹陷、胶南-威海隆起三大构造单元,其中隆起山地区广泛分布花岗岩、变质岩,凹陷盆地区主要分布砂岩沉积地层,胶北隆起区与威海隆起区相对于胶莱凹陷盆地区具有更高的大地热流值。为系统分析胶东半岛大地热流值分布特征及其形成机理,本文在分析胶东半岛构造-热发展史、地热地质背景、地温场分布、岩石热导率、钻孔岩性与测温数据、地热流体化学成分等基础上,发现胶东半岛地热资源均为断裂构造控制类型的中低温对流型,其热源主要为三元聚热:导热断裂带水热对流、大地热流传导、地下水运移传导-对流;构造分布、岩石热物性、地热热储分布、地下水活动等是影响地温场分布的主要因素。针对胶东半岛地温场特征及其控制因素,提出了适合该地区的隆起-凹陷分流聚热模式与概念模型,即隆起山地区岩性以导热率、渗透率相对较高的侵入岩、变质岩为主,凹陷盆地区岩性以导热率、渗透率相对较低的砂岩为主,低导热率、低渗透率的凹陷区底部更像是一个相对隔热、隔水的顶板,使得来自地壳深部的大地热流及携带热量的流体、气体等在上涌的过程中在凹陷区的底部发生折射与再分配,从而导致热流在隆起山地区的底部形成一个温度相对更高的聚热区,反映在地表即是隆起山地区相对凹陷盆地区具有更高的大地热流值,特别隆起山地区轴部位置为热流值最高的区域,高热流值区域分布形态呈NE、NNE向分布,基本与胶东半岛NE、NNE向的深大断裂走向一致,该模式的提出可以更好地为胶东地区的地热资源勘探提供指导方向。

关键词：隆起山地凹陷盆地热导率三元聚热分流聚热折射与再分配

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山东柴汶河下游古近系朱家沟组含水岩组水文地质特征及地下水富集模式

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现代地质 2021年第3期35卷 675-681页

作者：李波吴璇张翼飞徐聪聪刘春伟关琴罗斐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山东济南250014 山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心山东济南250014

鲁中南地区古近系朱家沟组是一套具"磨拉石建造"特征的沉积地层,岩性以灰质角砾岩为主,受断裂构造影响,其富水性差异明显。在区域水文地质调查的基础之上,利用柴汶河下游古近系朱家沟组地层调查点与钻孔资料,分析其含水层特... 详细信息

鲁中南地区古近系朱家沟组是一套具"磨拉石建造"特征的沉积地层,岩性以灰质角砾岩为主,受断裂构造影响,其富水性差异明显。在区域水文地质调查的基础之上,利用柴汶河下游古近系朱家沟组地层调查点与钻孔资料,分析其含水层特征、地下水水化学特征及富水性。结果表明:古近系朱家沟组含水层岩性为钙质胶结灰质砾岩,在90 m以浅裂隙岩溶发育,单井涌水量100~300 m^(3)/d,局部>300 m^(3)/d;裂隙水与汶口盆地南侧岩溶水化学特征相似,表明两者水力联系密切;Gibbs图显示区域地下水呈现岩石风化型,趋向蒸发浓缩型;地下水离子成分主要源于岩盐溶解,并受到人类污染活动影响。依据钻孔资料分析区内地下水富集模式为断裂型灰质砾岩岩溶裂隙蓄水构造模式,认为碎屑岩断裂发育段可作为应急找水靶区。

关键词：柴汶河古近系朱家沟组水化学特征地下水富集模式

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济南趵突泉泉域岩溶水化学特征时空差异性研究

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地质学报 2019年第S01期93卷 61-70页

作者：高帅李常锁贾超孙斌张海林逄伟山东大学海洋研究院山东青岛266000 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济南250014 山东省地矿局地下水资源与环境重点实验室济南250014 山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心济南250014

水文地球化学一直是水文地质领域的研究重点,而地下水化学组分的时空变化特征受多种因素的影响。为了掌握济南趵突泉泉域岩溶地下水水化学特征时空差异性,本文分别于枯、丰水期在泉域内采集并分析了岩溶地下水样品,并采用数理统计、Pipe... 详细信息

水文地球化学一直是水文地质领域的研究重点,而地下水化学组分的时空变化特征受多种因素的影响。为了掌握济南趵突泉泉域岩溶地下水水化学特征时空差异性,本文分别于枯、丰水期在泉域内采集并分析了岩溶地下水样品,并采用数理统计、Piper三线图、Gibbs图解法及离子比例系数法等分析手段,对研究区岩溶地下水水化学特征及时空差异性进行了研究。结果显示,研究区地下水优势阳离子为Ca,优势阴离子为HCO3,丰水期除HCO3外,其他离子的变异系数较枯水期普遍升高,且大于0.5,表现出丰水期空间差异性增大的特点。地下水水化学类型具有以HCO3·SO4-Ca为主,多种类型并存的特点。Ca、Mg、HCO3含量在枯、丰水期比值要小于1,且比其他离子要相对稳定,呈现出全局性特点。而Na、K含量在枯、丰水期比值波动较大,大部分比值大于1,Cl、SO4、NO3含量在枯、丰水期比值具有波动剧烈的特点,呈现出区域性特征,同时表明人类活动大大改变了研究区地下水水化学场的分布特征。

关键词：趵突泉泉域岩溶地下水水化学时空变异性

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聊城市典型农业区土壤重金属分布特征、生态风险及来源解析

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干旱区资源与环境 2024年第4期38卷 171-180页

作者：张文强滕跃柳浩然韩晓宇姜秉霖李海翔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济南250014 山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心济南250014

选择聊城市典型农业区为研究对象,采集84份浅层土壤样品并测定了8种重金属元素含量。运用GIS及地统计学方法、地累积指数法、潜在生态风险指数法分析了土壤重金属空间分布及潜在生态风险,并应用相关性分析及正定矩阵因子分析(PMF)模型... 详细信息

选择聊城市典型农业区为研究对象,采集84份浅层土壤样品并测定了8种重金属元素含量。运用GIS及地统计学方法、地累积指数法、潜在生态风险指数法分析了土壤重金属空间分布及潜在生态风险,并应用相关性分析及正定矩阵因子分析(PMF)模型识别了重金属的可能来源及贡献率。结果表明:1)研究区As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的平均含量是聊城市土壤环境背景值的1.05、1.16、1.28、1.06、1.08、1.05、1.07和1.11倍,除Cd最大值略高于GB 15618-2018中农业土壤污染风险筛选值标准,其余各项元素均小于风险筛选值。2)各重金属地累积指数平均值由大到小依次为Cr>Cd>Zn>Pb>Hg>Cu>As>Ni。其中Hg和Cd空间变异性最大,局部累积程度最高,分别有21.4%、6.0%的采样点处于轻度-中度污染。3)潜在生态风险评价结果表明,Hg存在轻微至强生态风险,Cd存在轻微至中度生态风险;其余各元素均为轻微生态风险,总体生态风险较低。4)PMF模型源解析结果表明土壤重金属主要有四种来源,分别为地质背景引起的自然来源、燃煤活动-交通运输混合源、工业来源及农业活动源,其相对贡献率分别是25.33%、35.92%、22.40%、16.35%。As、Ni主要为自然源,Cd、Zn、Pb、Cu主要来源于燃煤活动-交通运输,Cr主要受地质背景和工业来源大气沉降共同作用,Hg主要来源于肥料农药施用等农业活动。

关键词：土壤重金属地累积指数潜在生态风险指数 PMF模型源解析

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基于水化学、同位素特征的济南岩溶地下水补给来源研究

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中国岩溶 2020年第5期39卷 650-657页

作者：彭凯刘文魏善明刘传娥陈燕董浩苏动袁炜韩琳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济南250014

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... 详细信息

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。

关键词：岩溶水文地球化学同位素补给来源

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