高黎贡山隧道地区地下水水文地球化学特征

高黎贡山隧道区地下水文地球化学特征第14卷第6期2007年12月水土保持研究ResearchofSoilandWaterConservationDec.,2007高黎贡山隧道地区地下水水文地球化学特征石昱祯晓希宝都理工大学环境与土木工程学院都610059)摘要分析高黎贡山隧道区不同水体水化学组成特征和同位素含的基础上用水文地球化学方法位素分析方法地下水化学类型因龄和补给高程问题进行了初步研究关键词下水文地球化学位素黎贡山中圈分类号:文献标识码A文章编号:—02Hydro—geochemicalCharacteristicsofGroundwaterinGaoligongMountainTunnel—zhen,LIXia0,WANGXi(CollegeofEnvironmentandCivilEngineering,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China)Abstract:Theresearchisbasedonanalyzingthecharacteristicofchemicalcompositionandcontentofisotope,D,O,.H,indifferentnaturalwaterbodiesatGaoligongMountaintunne1.Bytheanalysisofhydro-geochemistry,isotopeanalysis,chemicaltypes,formationcauses,ageandrechargeheightofgroundwaterareresearched.Keywords:groundwater;hydro-geochemistry;isotope;GaoligongMountain

1地质概括高黎贡山隧道位于云南省西部横断山脉之南西端江至龙陵间越高黎贡山山脉黎贡山山脉的主山脉分布在怒江和龙川江之间南北向展开分布距仅约15km,拔多在3000m以上道区地处怒江断裂南段与龙陵一瑞丽断裂所夹持的地区面被勐波罗河一晒干河断裂所切区主要为一复式背斜向是南北向转北东向北倾伏层发育不全积间断较多失下泥盆统,石炭系及上二叠统区岩浆活动很强烈热活动也较为强烈地震活动区从水文地质条件上看区地下水为第四系土层孔隙潜水及基岩裂隙水隙潜水主要赋存于山间低洼地带及山间盆地第四系土层当中水量不大区水系多为树枝状及放射状山间盆地主干河流外余支流均由四周山岭向盆地中心汇集成幅合状水系山间盆地为近地表主要赋水地层量较大区主要分布碎屑岩质岩水构造多被断裂破坏于沟谷深切隙发育利于降水人渗其在断裂破碎带响带及构造交汇部位于裂隙连通性好岩裂隙水较丰富.2研究区水化学特征分析本次分析所用水样的水化学资料来源于铁二院实际调查取样及区域万料有温泉水样49件表水水样8件其主要离子量元素及相关的化学指标进行了分析果见表I.表1黎贡山隧道地区地下水水质分析结果名称单位含量名称单位含量善基m:g篓/善Mg2mg/L0.02~33.9C03mg/L3.79～141F麓SiOzm℃g/L

s9..4~2957收稿日期:作奢简介昱横(一)硕研究生境地质专业.第6期石昱祯等黎贡山隧道地区地下水水文地球化学特征2.1主要离子特征研究区地下水pH介于呈性偏碱性.温泉水的主要阴离子为HCo,S(别介于34～942平含量分别为252.71mg/L,3O.97mg/L;要阳离子为含量为～265mg/L,平均含量为这地下热水的典型特性泉水的主要阴离子含量大小顺序分别为>C1一,K+Na>caz>Mg.中Ca,Mg2含量很低,一的含量变化范围较大,SiOz量高,相对于地表水来说含量较高且变化范围很大.研究区的地表水主要是溪流水和水塘水要阴离子为HCO,量介于均含量为主阳离子为Ca,Mg,分别介于1O.57岣～均含量分别为26.72地表水中Na,K,C1的含量都极低,一量也很低.2.2水化学类型特征采用舒卡列夫分类法和派珀[三线图解法,

可将研究区的地下水化学类型分区图1所示本区地下水水化学类型复杂化学类型有五种:(1)HCO3一Na,HCO3一SO一Na,HCO3一—Ca,HCO3一—Na,HCO3一Mg其中以HCO3一Na水最多所有水化学类型的5O,矿度要分布于酸性岩浆岩地区的花岗岩质岩之中中高温一高温热水.图1水化学三线图隧道区温泉发育于结晶岩地区化度一般小于lg/L,属于微矿化热水.和H:B0z深部热水的标性组分表水中F含量很低为隧道区温泉含F量较高值范围在这是地下热水最典型的标性组分酸在地下热水中的含量较高要以偏硅酸(硅酸(HSiO)的式出现这是由于含有碳酸气体的地下热水与结晶岩中的硅铝酸盐发生作用时钠离子和硅酸大量进入水中所致外泉水中含量也较高3研究区温泉同位素特征本次分析利用铁二院提供的高黎贡山隧道地区采集的水样38件中热泉水件泉水3件表水16件.水样由中国科学院桂林岩溶研究所分析同位素分析采用锌法同位素分析采用一HO平衡法.表2隧道附近地区温泉表水6D,8"O析成果表3.1温泉氢氧同位素特征-40-50-

60—70—80—9O一12—1】一10—9—8—7国沟水田塘水四口冷泉水温泉水图2研究区水体6D及系图利用表2高黎贡山隧道地区温泉表水的8D和8O数据取昆明地区的大气降水线方程6D一7.87"O+绘制高黎贡山地区水的6D和关系图图2.由图可见泉水的所有数点落在当地大气降水线附近明该地区的温泉具有大气降水补给的特征给来源于大气降水分水样的氧同位素有一定的正偏移明大气降水补给到地下含水层后生水一岩相互作用体与含氧岩石发生同位索交换得地下水8o升高合水化学和同位素特征可看出道区温泉为渗入成因的深循环地下热水.3.2温泉放射性同位素.H特征氚(是元素的放射性同位素衰期为12.43年.氚在高空生成后快同大气中氧原子化合成含氚水分子(HTO),成为天然水的一部分随普通水分子一起加318水土保持研究第14卷水循环氚组成的水分子也和其它稳定同位素分子一样天然水循环的过程中上各种环境因素影响的特征

标记于它的放射计时性而成为水文地质研究中一种重要的测年技术手段.用经验法估算地下水年龄常是根据地下水是否受到了核爆.H标记地下水的形成时间分为核试验前与核试验后两个年龄段于天然情况下大气降水的.H浓度为1OTU,1953年以前降雨入渗形成的地下水到取样时间照衰变原理其H度则应小于因此若样品的.H度小于此值其年龄一般认为大于48地下水.H度大于则为其年龄小于48年为核爆试验之后形成的据法国丰经验估算法认为:0～5TU表明4O年前的古水成分占优势;5～4OTU表明新近的入渗水与古水之间有混合作用;>4OTU表明新近入渗水占优势根据水样测试结果测定氚含量在0～5TU的地下水占所测水样的说明高黎贡山隧道地区的温泉水是以4O前的古水为主泉流出的水是4O以前入渗的地下水氚含量在5～15TU之间的地下水占所测水样的这些温泉水为核爆以来补给形成的新近的补给水与4O前的古水混合年龄小于5～1O.3.3温泉水补给高程的确定大气降水的氢氧同位素组成具有高度效应,地下参考文献:水补给高程的增加而减小用水同位素值可计算高黎贡山隧道地区温泉和其它水体的补给高程.H--+^计算取值算补给高程取西南地区的均梯度值K一O.26样点附近大气降水的8O取=

一取样点高程h一根据同位素数据计算得出泉水的补给高程在～2400m范围当地地形及高程相吻合表明温泉主要由本地区2000m以上高程大气降水所补给4结论隧道区地下水TDS总体较低于微矿化热水化学类型非常复杂HCO.Na型水为主.高黎贡山隧道区温泉水来源于大气降水入渗补给补给高程在2000m以上气降水沿着岩石裂隙或断层破裂带过地下深部循环和导热断裂带加温断裂带或岩石接触带出成温泉道区温泉属于渗入成因型地下热水.根据经验法对地下热水.H年进行估算泉水年龄约为5～4O泉流出的水以4O年的古水为主有部分是新近入渗水与古水的混合水.[11王恒纯位素水文地质概论北京质出版社,1991.王大纯人权文地质学基础[北京质出版社,1995.[31高柏,等.内蒙东乌地区地水文球化学旱区研究,—435.马振民江涛泽凸起地下热水的水文地球化学特征及成因分析东地质,—3O.接第315页)参考文献:[13张淑英剑飞王华兰木伦河水资源特性初步分析内古水利,—29.武润虎水泉建中等木伦河的调查与水土保持造林[林业调查设计,

[31润虎建水泉兰木伦河矿山荒漠化防治与环境治理内蒙古科技与经济,209.[41孝礼宝清军文序列趋势与变异点的R/S分法[大学学版,—12.丁晶权授机水文学[北京国水利水电出版社,1997.[61建伟松书羊河流域年径流序列的变异诊断北农林科技大学然科学版,2006,34(4):121—124.[71谢广德文变异综合诊断方法及其应用研究电能源科学,—14.[83MikeH.DefiningfutureclimatesfromscenariostOriskassessments[At.ImpactsofClimateChangonWildlife[M1.DepartmentofZoology,Universityof