呼和浩特市淺層地下水水化學(xué)特征演變規(guī)律

呼和浩特市淺層地下水水化學(xué)特征演變規(guī)律呼和浩特市淺層地下水水化學(xué)特征演化規(guī)律

中國論文聯(lián)盟*編輯。

呼和浩特市淺層地下水水化學(xué)特征演化規(guī)律

heEcologicalandeconomicsustainabledevelopmentofHohhot.ThispaperwassystematicallysampledandanalyzedtheshallowgroundwaterofHohhot'splain.DescriptiveanalysisandcorrelationanalysisweresyntheticallyusetoprehensivelyandsystematicallystudytheGroundwaterchemical'slawandthesalinityevolution'scharacter.Researchresultsshownasfollows：First，theaverageconcentrationofHCO.32-andCa2+whicharederivedfromtheshallowgroundwaterofHohhotare333.525mg/Land82.970mg/L,thevaluesoftheHCO.32-andCa2+saverageconcentrationarebiggerandcoefficientofvariationaresmaller.Secondly,Throughthecorrelationanalysis,weknowthattheNa+andMg2+oftheundergroundwatermainlyefromthevariousSulfate,bicarbonateandhydrochloride,andtheCa2+oftheundergroundwatermainlyefromallsortsofsulfateandhydrochloride.ThediscretionoftheundergroundwatersalinityismainlycontrolledbytheconcentrationsoftheMg2+an

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dCl-whichareefromtheundergroundwater.Thethird,alongthegroundwaterflowdirection,themainlyionconcentrationsbidnotfollowthetrendwhichiswiththeincreaseofflowtoincrease,butandtheundergroundwatertemperaturepresentsignificantlynegativecorrelation.ThenegativecorrelationoftheHCO.32-,Ca2+andgroundwatertemperaturearethemostsignificant,thatmeanswhenthetemperatureislower,theconcentrationoftheionsishigher.

Keywords:Hydrologicalchemistry；superficialgroundwater；mineralization；Hohhot

呼和浩特市位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中東部,河套斷陷盆地最東北部，北有大青山自然?屏障，東及東南被蠻漢山環(huán)繞,盆地三面環(huán)山呈簸箕外形，向西南放開，地勢東北高，西南低。呼和浩特市地處我國北方內(nèi)陸干旱半干旱地區(qū)，人均占有水資源量只有412m3,是全國人均占有量的1/6，為全國嚴(yán)峻缺水城市之一，水資源問題是該區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)持續(xù)進(jìn)展的瓶頸。有關(guān)呼和浩特市地下水水化學(xué)特征方面的討論，已有少量報道，但主要集中在2000年之前。2000年后的討論主要集中在對呼和浩特市地下水位動態(tài)以及砷氟等地方病方面，如2024年，劉怡敏等對呼和浩特市地下水位動態(tài)及影響因素進(jìn)行了分析；2024年楊亮公平對呼和浩特市地下水位動態(tài)變化及趨勢進(jìn)行了猜測討論；2024年李浩，梁秀芬等對呼和浩特市（地區(qū)）高砷地下水進(jìn)行調(diào)查討論，查明地下高砷水的形成機(jī)制，以期掌握地方性砷中毒。而近些年，呼和浩特市經(jīng)濟(jì)進(jìn)展快速，日益增長的水資源需求和地下水污染問題以及頻發(fā)的供水平安大事，迫切需要對區(qū)域內(nèi)的地下水資源進(jìn)行質(zhì)

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量評價，而地下水水化學(xué)討論是地下水資源質(zhì)量評價的重要內(nèi)容。

本討論分析了2024年呼和浩特市地下水中的主要離子含量和水化學(xué)特征，探討了1988年以來地下水礦化度的變化趨勢,目的是討論隨著工農(nóng)

中國論文聯(lián)盟.LWlm.cOm業(yè)和生活需水量的增加促使開采量的增大以及多年來氣候變化對礦化度變化趨勢的影響，旨在為呼和浩特市制定合理的進(jìn)展方案和維護(hù)生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定供應(yīng)科學(xué)依據(jù)。

中國論文聯(lián)盟*編輯。1討論區(qū)概況

討論區(qū)主要是指呼和浩特行政區(qū)內(nèi)的平原區(qū)(包括山前傾斜平原、黃河和大黑河沖積平原)，呼包平原的東北部,在行政區(qū)劃上包括呼和浩特市所轄規(guī)劃區(qū)(新城區(qū)、賽罕區(qū)、玉泉區(qū)、回民區(qū))、土默特左旗、托克托縣、清水河縣、和林格爾縣及武川縣。討論區(qū)范圍：x：530500～591000；y：4493500～4540500，土地總面積17224km2，氣候?qū)儆趦?nèi)陸干旱半干旱地區(qū)［1］。

呼和浩特市淺層地下水系統(tǒng)是一個比較簡單的開放系統(tǒng)。按地下水賦存條件，可分為山前沖洪積平原和沖湖積平原，黃河沖湖積平原和湖積臺地4個水文地質(zhì)區(qū)；區(qū)內(nèi)地下水的補(bǔ)給主要來自山區(qū)的側(cè)向徑流補(bǔ)給及平原內(nèi)降水的入滲，地下水的排泄主要靠蒸發(fā)和開采消耗。

2采樣及測試方法

2.1采樣及測試

在討論區(qū)共布置了46個淺層水取樣點,其中包括水文化學(xué)剖面(沿地下水流方向)上的8個觀測井（圖1）,分別在2024年的9月份取樣,TDS是使用上海雷磁水質(zhì)分析儀現(xiàn)場測試完成。

2.2數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理綜合采納了統(tǒng)計軟件SPSS17.0對地下水中的主要離子含量進(jìn)行了統(tǒng)計學(xué)和相關(guān)性分析［2］，同時繪制了折線圖和圓形圖對地下水流方向上離子化學(xué)特征和淺層水礦化度演化進(jìn)行了直觀的分析。

3結(jié)果與分析

3.1描述性統(tǒng)計分析

對2024年呼和浩特市范圍內(nèi)的46個觀測井水樣的有關(guān)水化學(xué)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，得到地下水主要離子特征見表1。Table1StatisticsofhydrochemicalparametersofgroundwaterforHohhotCountyin2024

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(n=46)

水化學(xué)參數(shù)最小值最大值平均值標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)

水溫（℃）8.02112.9889.837320.9584990.097435

TDS/(gL-1)0.270.820.44880.171240.381551

K+/（mgL-1）0.627.592.361.431480.606559

Na+/（mgL-1）13.3165.244.46138.46850.865219

Ca2+/（mgL-1）39.7915882.970431.834110.38368

Mg2+/（mgL-1）15.3467.5131.344613.440090.428785

Cl-/（mgL-1）7.79138.344.812935.584010.794057

SO.42-/（mgL-1）4.53233.158.354652.257880.895523

HCO.3-（mgL-1）215.2651.5333.52595.33640.285845

CO.32-/（mgL-1）0203.426.4131.875146

F-/（mgL-1）350.228850.526092

溶解性總固體/（mgL-1）262.4952.7495.6207.24010.41816

pH值7.578.687.99710.372390.046566

NO.3-/（mgL-1）0.2155.537.667195.33642.531026從表1中可以看出在陽離子（Ca2+、Mg2+、K+、Na+）中Ca2+的含量相對較高，平均為829704mg/L，K+的含量最低，平均為236mg/L;對于陰離子HCO.3-的平均值達(dá)到了333525mg/L，標(biāo)準(zhǔn)差為953364，兩值均較大，變異系數(shù)較小，反映了其在地下水中的肯定含量較高，為地下水

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中的主要陰離子。而CO.32-的平均值僅為3.42mg/L，即其在地下水中相對其他陰離子含量最低。消失這種現(xiàn)象的緣由是地下水中碳酸存在的形態(tài)受pH影響，在偏酸、偏堿及中性水中HCO.3-占優(yōu)勢，且在pH=834時，HCO.32-達(dá)到最高值。本次現(xiàn)場測試結(jié)果在整個討論區(qū)范圍內(nèi)pH在8.19～775之間，K+、Na+、Cl-、SO.42-和CO.3-的變異系數(shù)均較大，表明其在地下水中的含量變幅較大，表明它們是地下水中隨環(huán)境變化的敏感因子，打算地下水鹽化的作用的主要變量。HCO.3-和Ca2+的變異系數(shù)相對都較小，表明它們在地下水中的含量相對比較穩(wěn)定。

3.2離子相關(guān)性

表2為呼和浩特市平原區(qū)2024年地下水中8大離子（CO.32-、HCO.3-、Cl-、SO.42-、Ca2+、Mg2+、K+、Na+），F(xiàn)-、pH值、礦化度、水溫柔溶解性總固體的Pearson相關(guān)系數(shù)。

從表2中可以看出，陰離子HCO.3-、Cl-和SO.42-、與陽離子Na+和Mg2+的相關(guān)性顯著，相關(guān)系數(shù)在0.7以上，這表明地下水中的Na+和Mg2+離子主要是來自各種硫酸鹽，重碳酸鹽和氯酸鹽。陰離子Cl-、和SO.42-與陽離子Ca2+的相關(guān)性也是比較顯著，相關(guān)系數(shù)在0.5以上，表明地下水中的Ca2+離子主要來自各種硫酸鹽和氯酸鹽。pH值與CO.32-呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0896，即表明地下水的pH值主要由CO.32-含量的多少打算。TDS與Mg2+和Cl-的相關(guān)關(guān)系最為顯著，相關(guān)系數(shù)達(dá)到09以上，與CO.32-之間呈負(fù)相關(guān)性，并且與K+、F-之間的相關(guān)性較差，這說明地下水的礦化度凹凸主要是由水中的Mg2+和Cl-的濃度來掌握的。

3.3補(bǔ)給水流方向上水化學(xué)特征

2024年9月,在呼和浩特市采集46個觀測井水樣,采樣過程中用GPS記錄樣點的地理坐標(biāo)。呼和浩特市地下水主要的補(bǔ)給來源為來自山區(qū)的側(cè)向徑流補(bǔ)給及平原內(nèi)降水的入滲，地下水的排泄主要靠蒸發(fā)和開采消耗。地下水運動方向是由東北向西南。依據(jù)采樣點的位置,沿地下水補(bǔ)給水流方向選取8個觀測井水樣(分別是:①西黃合少鄉(xiāng)黑沙兔村②黃合少鄉(xiāng)添密灣村③金河鎮(zhèn)后三突村④金河鎮(zhèn)八拜村⑤金河鎮(zhèn)后白廟村⑥小黑河鎮(zhèn)楊家營村

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⑦小黑河鎮(zhèn)郭家營村⑧小黑河鎮(zhèn)烏蘭巴圖村),進(jìn)行主要離子濃度變化分析。方向是由東北向西南［4-6］。地下水中水溫、pH值及主要離子濃度沿地下水水流方向的變化趨勢，見圖2。

圖22024年地下水中主要離子濃度，水溫及pH值沿地下水水流方向的變化趨勢

Fig.2Changingtrendsofmajorionconcentrations，temperatureandPHalongthegroundwaterflowdirectionin2024

從圖2可見2024年呼和浩特市地下水中主要離子沿補(bǔ)給地下水流淌方向并不遵循隨流程的增加而濃度增加的趨勢。而是與地下水溫呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)性，HCO.32-和Ca2+離子與地下水溫度的負(fù)相關(guān)最為顯著，即溫度越低時，離子的濃度反而越高。這可能是由于討論區(qū)地層主要以碳酸鹽地層為主，碳酸鹽巖主要由方解石（CaCO.3）和白云石［CaMg（CO.3）.2］這兩種礦物組成。因此，碳酸鹽巖地區(qū)的地下水化學(xué)成分的形成主要由方解石和白云石溶解和沉淀掌握，而在肯定的二氧化碳分壓（PCO.2）下，地下水的溫度掌握著這兩種礦物的溶解和沉淀，但這兩種礦物與大多數(shù)礦物不同，它們的溶解度不是隨溫度的上升而增大，相反，溫度越低，溶解度越高，故消失了溫度越低的取樣點，HCO.32-和Ca2+離子含量越高的現(xiàn)象。

中國論文聯(lián)盟*編輯。從圖2中也可以看出沿地下水流方向全部的取樣點，陰離子都以HCO.3-為主，其次是SO.42-，而Cl-離子濃度很低，這也完全符合碳酸鹽地區(qū)地下水的一般特點。討論區(qū)全部水樣的pH值，均在7~8之間，說明該地區(qū)含水層為開系統(tǒng)。

4結(jié)論

①呼和浩特市淺層地下水中陽離子Ca2+的含量相對較高，陰離子HCO.3-含量最高，說明討論區(qū)范圍內(nèi)的地下水中主要離子為HCO.3-和Ca2+。且HCO.3-和Ca2+也是地下水中含量相對穩(wěn)定的離子。

②通過相關(guān)性分析，可知地下水中的Na+和Mg2+離子主要是來自各種硫酸鹽，重碳酸鹽和氯酸鹽，地下水中的Ca2+離子主要來自各種硫酸鹽和氯酸鹽。地下水的pH值主要由CO.32-含量的多少打算。地下水的礦化度凹凸主要是由水中的Mg2+和Cl-的濃度來掌握的。

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③呼和浩特市地下水中主要離子沿補(bǔ)給地下水流淌方向并不遵循隨流程的增加而濃度增加的趨勢。而是與地下水溫呈現(xiàn)顯著地負(fù)相關(guān)性，HCO.32-和Ca2+離子與地下水溫度的負(fù)相關(guān)最為顯著，這一特點符合碳酸鹽地區(qū)地下水的一般特點。

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