水化学特征在和田河流域地表水地下水转化关系研究中的应用

【摘要】：和田河南发源自昆仑山,北汇于塔里木河,是塔里木河重要的补给源流,研究和田河的地表水地下水转化关系,对科学管理水资源,合理开采地下水有着指导意义,也促进下游塔里木河流域经济和环境的协调发展。本文根据和田河流域的水化学分析结果,采用聚类分析法、水化学图解法及典型剖面地下水流数值模拟等方法,结合研究区的水文地质条件,分析了和田河流域地下水化学成分的演化规律,并根据水化学形成作用于分布规律共同判断了地表水地下水转化关系,主要研究内容和结论如下:(1)从离子组分来看,和田河流域地表水和地下水中皆以Na~+为阳离子中的主导离子,地表水和地下水的化学类型由HCO_3-Ca和HCO_3-Ca·Mg逐渐演化为Cl-Na型水,由低矿化度水逐步演化为高矿化度水。(2)利用多元统计分析中的聚类分析法把和田河流域地下水分为三组,C1-1,C1-2和C2类。C1-1类点主要分布在山前冲洪积扇和冲洪积平原带,地层以粗颗粒为主,径流强度高,TDS较低;C1-2类点处于河间地块,水流滞缓,地下水位抬升,形成分水岭,侧向补给地表水,主要受控于浓缩作用和阳离子交替吸附作用;C2类主要分布在荒漠带和细土平原带,TDS较高,水动力条件差,而且埋深又浅,所在区域为地下水排泄区。(3)利用[(Ca~(2+)+Mg~(2+))-(SO_4~(2-)+HCO_3~-)]/(Na~+-Cl~-)和氯碱指数对和田河上游流域地下水的水-岩相互作用强度进行了识别,判断出C1-1类地下水发生的水化学作用主要为溶滤作用,水力梯度大,地下水埋深较大,地表水补给地下水。(4)在典型剖面进行二维地下水流数值模拟,建立水文地质概念模型和数学模型,分析出剖面水动力场和流速场,判断地表水地下水转化关系和径流强度。(5)判断出研究区地下水循环规律,并揭示出地表水和地下水发生相互补给的区域,总结出和田河流域的地表水地下水转化关系。