济南岩溶泉域地下水水文地球化学特征及防污性能研究

【摘要】： 济南是融山、水为一体的旅游城市,济南泉水吸引了世界各地的游人。随着人口的增加和经济快速发展,济南泉水不仅面临着断流消失的危险,而且受到污染的威胁。实现保泉供水是保障济南市社会经济可持续发展的首要任务,因此,开展济南地下水资源保护工作具有重要的实际意义。本论文在充分收集、分析前人研究成果的基础上,结合野外调查工作,分别于2005年丰水期和2006年枯水期两次采集地下水水化学同位素样品,对水文地球化学演化规律进行了系统地分析;在认真学习总结目前世界各国地下水防污性能评价理论和方法的基础上,结合研究区的特点,选取欧洲岩溶地下水防污性能评价体系中的PI方法,对研究区地下水防污性能进行了评价和分区。 本文采用应用最广泛的综合评价方法,对研究区2005年丰水期和2006年枯水期地下水水质进行现状评价。评价结果表明:研究区岩溶水质量优于浅层地下水(第四系孔隙水),浅层地下水比岩溶水易受到污染,2005年丰水期和2006年枯水期岩溶水满足Ⅲ类质量标准的取样点分别占取样点总数的72%和86.96%;而浅层地下水满足Ⅲ类质量标准的分别只占57.14%和40%。浅层地下水在补给径流区水质良好,到排泄区水质普遍较差;岩溶水水质呈点状或小片状污染,表明地下水的环境质量与人类活动密切相关。目前,地下水中主要超标组分为总硬度、NO3-和TDS。 本文利用水化学和氢氧稳定同位素分析数据,借助AquaChem软件和Grapher软件,结合当地地形和水文条件,系统地分析了岩溶地下水和浅层地下水(第四系孔隙水)的水文地球化学演化特征,分析了不同地段地下水的补给来源,揭示了浅层地下水与岩溶地下水的水力联系。研究结果表明:排泄区岩溶地下水均具有处在补给区的特征,反映了碳酸盐岩裸露区的降水就地入渗补给特征;浅层地下水在市区和东郊以降水入渗为主,西郊和平安店则以岩溶水顶托补给和地表水(河水和水库水)入渗补给两大类为主,而当地降水入渗为辅,且此次研究发现岩溶水顶托补给的范围比以往的研究明显扩大。本文在研究欧洲岩溶地下水防污性能评价方法的基础上,系统分析了PI方法评价指标体系,结合研究区的具体情况,建立了研究区的岩溶地下水防污性能评价模型,在Arcgis平台上对研究区岩溶地下水防污性能进行了评价和分区。结果表明:研究区岩溶地下水防污性能分区与地层岩性分布、岩溶地下水埋藏条件、地形坡度等存在良好的空间分布一致性。