石嘴山市淺層地下水水化學(xué)特征剖析與水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)研究

石嘴山市淺層地下水水化學(xué)特征剖析與水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)研究一、引言1.1研究背景與意義水是生命之源，是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。在水資源體系中，地下水作為重要的組成部分，不僅在維持生態(tài)平衡、保障工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及居民生活用水等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，還因其相對(duì)穩(wěn)定的特性，成為許多地區(qū)水資源供給的重要保障。石嘴山市位于寧夏回族自治區(qū)北部，是寧夏的重要工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，其地下水資源在區(qū)域發(fā)展中占據(jù)著舉足輕重的地位。石嘴山市的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造以及氣候條件等自然因素共同影響著地下水的賦存、運(yùn)移和水化學(xué)特征。從地形地貌來(lái)看，石嘴山市地勢(shì)西北高、東南低，地貌類型多樣，包括山地、丘陵、平原等，這種地形差異導(dǎo)致地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件存在顯著不同。在地質(zhì)構(gòu)造方面，該區(qū)域處于多個(gè)地質(zhì)構(gòu)造單元的交匯處，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂、褶皺等構(gòu)造發(fā)育，這些構(gòu)造不僅控制了含水層的分布和富水性，還影響了地下水的流動(dòng)路徑和水化學(xué)演化過(guò)程。同時(shí)，石嘴山市屬于溫帶大陸性干旱氣候，降水稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，這種氣候條件使得地下水的補(bǔ)給相對(duì)匱乏，而蒸發(fā)排泄作用強(qiáng)烈，對(duì)地下水的水化學(xué)特征產(chǎn)生了重要影響。隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，石嘴山市的經(jīng)濟(jì)得到了迅猛發(fā)展，但同時(shí)也給地下水資源帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在城市化過(guò)程中，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，人口急劇增加，生活用水和工業(yè)用水需求大幅增長(zhǎng)，導(dǎo)致地下水開(kāi)采量不斷攀升，引發(fā)了一系列問(wèn)題，如地下水位持續(xù)下降、地面沉降等。據(jù)相關(guān)資料顯示，石嘴山市部分地區(qū)的地下水位在過(guò)去幾十年中下降了數(shù)米甚至十幾米，地面沉降現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響了城市的基礎(chǔ)設(shè)施安全和生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定。在工業(yè)化方面，石嘴山市作為重要的工業(yè)基地，以煤炭、電力、化工等產(chǎn)業(yè)為主，這些產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了大量的廢水、廢氣和廢渣，其中含有多種污染物，如重金屬、有機(jī)物、酸堿物質(zhì)等。這些污染物通過(guò)地表徑流、大氣沉降等方式進(jìn)入地下，對(duì)地下水造成了嚴(yán)重的污染。工業(yè)廢水的排放可能導(dǎo)致地下水中的重金屬含量超標(biāo)，如鉛、汞、鎘等，這些重金屬對(duì)人體健康具有極大的危害，長(zhǎng)期飲用受污染的地下水可能引發(fā)各種疾病，甚至危及生命。此外，工業(yè)廢氣中的污染物通過(guò)大氣沉降進(jìn)入土壤，再經(jīng)過(guò)淋濾作用進(jìn)入地下水，也會(huì)對(duì)地下水水質(zhì)產(chǎn)生不良影響。對(duì)石嘴山市淺層地下水水化學(xué)特征進(jìn)行分析，能夠深入了解地下水的形成、演化過(guò)程以及與周圍環(huán)境的相互作用關(guān)系。通過(guò)研究水化學(xué)特征，可以揭示地下水在巖石圈、大氣圈、水圈和生物圈之間的物質(zhì)循環(huán)和能量交換規(guī)律，為水文地質(zhì)研究提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。對(duì)石嘴山市淺層地下水進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)，能夠準(zhǔn)確判斷地下水的質(zhì)量狀況，識(shí)別出地下水存在的污染問(wèn)題及污染程度，為地下水資源的合理開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。只有全面掌握地下水的水質(zhì)狀況，才能制定出針對(duì)性的保護(hù)措施，防止地下水污染的進(jìn)一步惡化，保障居民的飲水安全和生態(tài)環(huán)境的健康穩(wěn)定。本研究旨在通過(guò)對(duì)石嘴山市淺層地下水的水化學(xué)特征進(jìn)行系統(tǒng)分析，運(yùn)用科學(xué)的方法對(duì)其水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，深入了解該地區(qū)淺層地下水的質(zhì)量狀況和污染特征，為石嘴山市地下水資源的合理開(kāi)發(fā)利用、保護(hù)和管理提供科學(xué)依據(jù)，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1水文地球化學(xué)研究進(jìn)展水文地球化學(xué)作為一門研究地下水化學(xué)成分的形成、分布和演化規(guī)律，以及地下水與周圍環(huán)境相互作用的學(xué)科，在過(guò)去幾十年中取得了顯著的進(jìn)展。國(guó)外學(xué)者在水文地球化學(xué)的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用研究方面開(kāi)展了大量工作。1992年，C.P.克拉依諾夫等所著的《水文地球化學(xué)》全面論述了地下水地球化學(xué)成分的形成、遷移及化學(xué)熱力學(xué)引入水文地球化學(xué)研究的理論問(wèn)題，以及在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，概括了20世紀(jì)80年代末期水文地球化學(xué)的研究水平。此后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，水文地球化學(xué)研究中的一些非線性問(wèn)題得到解答，逐漸構(gòu)建起更為嚴(yán)密的科學(xué)體系。在油田水研究方面，早期的研究主要集中在單個(gè)盆地或凹陷，對(duì)找油標(biāo)志存在不同見(jiàn)解，化學(xué)成分分類沿用B.A.蘇林于1946年形成的分類。1965年，E.C.加費(fèi)里連科系統(tǒng)論述了油氣田水文地球化學(xué)特征及尋找油氣田的水文地球化學(xué)方法。1975年，A.G.Collins論述了油田水中有機(jī)及無(wú)機(jī)組分形成的地球化學(xué)作用。1994年，汪蘊(yùn)璞等對(duì)中國(guó)典型盆地油田水進(jìn)行了系統(tǒng)研究，總結(jié)了化學(xué)成分的形成分布和成藏規(guī)律性，開(kāi)展了模擬實(shí)驗(yàn)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)計(jì)算，從定量上探索油田水化學(xué)組分的地球化學(xué)行為和形成機(jī)理。在洋底礦藏研究領(lǐng)域，1870年，А.А.韋里戈在黑海河口灣開(kāi)始了海洋水的研究。20世紀(jì)50年代中期，蘇聯(lián)和美國(guó)較系統(tǒng)地開(kāi)展了該研究。1972年，ОВ.Щишкина對(duì)世界三大洋和內(nèi)陸海軟泥水化學(xué)成分進(jìn)行了討論和分類。1988年，G.N.Baturin在專著中論述了海洋沉積物孔隙水中的Mn。近20年來(lái)，隨著陸地資源儲(chǔ)量的日益消耗，人類轉(zhuǎn)向大洋礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)，汪蘊(yùn)璞等在太平洋中部海域開(kāi)展多金屬結(jié)核調(diào)查，剖析了大洋水物質(zhì)模型和界面水物理化學(xué)場(chǎng)的形成機(jī)理及其與多金屬結(jié)核形成之間的規(guī)律性聯(lián)系。國(guó)內(nèi)學(xué)者也在水文地球化學(xué)領(lǐng)域取得了眾多成果。在巖溶關(guān)鍵帶水文地球化學(xué)研究方面，相關(guān)研究剖析了巖溶關(guān)鍵帶水文地球化學(xué)內(nèi)涵、水動(dòng)力垂向分帶、水文地球化學(xué)過(guò)程與機(jī)制，探尋變化環(huán)境下巖溶關(guān)鍵帶水文地球化學(xué)過(guò)程演變的規(guī)律與驅(qū)動(dòng)機(jī)制。但目前研究存在薄弱環(huán)節(jié)，如僅停留在傳統(tǒng)巖溶地下水科學(xué)工作范疇，未充分考慮植物冠層至巖溶含水層之間水文地球化學(xué)過(guò)程及其耦合關(guān)系，以及新污染物持續(xù)輸入、地球大數(shù)據(jù)科學(xué)工程深入實(shí)施、全球碳排放路徑逐漸改變等時(shí)代因素對(duì)巖溶水文地球化學(xué)研究的潛在影響。1.2.2地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)研究進(jìn)展地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)是判斷地下水質(zhì)量狀況、保障地下水資源合理利用的重要手段。國(guó)外在地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)方面起步較早，發(fā)展了多種評(píng)價(jià)方法。早期主要采用單因子評(píng)價(jià)法，對(duì)地下水中的單項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，判斷其是否符合相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。隨著對(duì)地下水質(zhì)量認(rèn)識(shí)的深入，綜合評(píng)價(jià)方法逐漸得到應(yīng)用，如內(nèi)梅羅指數(shù)法，該方法綜合考慮了多個(gè)水質(zhì)指標(biāo)的影響，能更全面地反映地下水的質(zhì)量狀況。層次分析法也被廣泛應(yīng)用于地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)，通過(guò)構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型，確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，從而對(duì)地下水質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。國(guó)內(nèi)在地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)方面也開(kāi)展了大量研究。除了應(yīng)用國(guó)外已有的評(píng)價(jià)方法外，還結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況，發(fā)展了一些新的評(píng)價(jià)方法。模糊綜合評(píng)價(jià)法在國(guó)內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用，該方法利用模糊數(shù)學(xué)的理論，將地下水質(zhì)量的評(píng)價(jià)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為模糊綜合評(píng)判問(wèn)題，能夠較好地處理評(píng)價(jià)過(guò)程中的模糊性和不確定性?；疑P(guān)聯(lián)分析法也被用于地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)，通過(guò)計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)與參考序列之間的灰色關(guān)聯(lián)度，來(lái)確定地下水的質(zhì)量等級(jí)。此外，一些學(xué)者還將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等智能算法應(yīng)用于地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)，提高了評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性和可靠性。1.2.3地下水污染評(píng)價(jià)及污染源分析研究進(jìn)展地下水污染評(píng)價(jià)和污染源分析對(duì)于保護(hù)地下水資源、防止污染擴(kuò)散具有重要意義。國(guó)外在地下水污染評(píng)價(jià)方面，采用了多種先進(jìn)的技術(shù)和方法。利用同位素技術(shù)可以追蹤地下水的污染源和污染路徑，通過(guò)分析地下水中同位素的組成和變化，確定污染物的來(lái)源和遷移過(guò)程。地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于地下水污染評(píng)價(jià)，通過(guò)將地下水水質(zhì)數(shù)據(jù)與地理信息相結(jié)合，直觀地展示地下水污染的空間分布特征，為污染治理提供決策支持。在污染源分析方面，國(guó)外學(xué)者運(yùn)用多元統(tǒng)計(jì)分析方法，如主成分分析、因子分析等，對(duì)地下水中的多種化學(xué)組分進(jìn)行分析，識(shí)別潛在的污染源。同時(shí)，結(jié)合數(shù)值模擬技術(shù)，建立地下水污染模型，預(yù)測(cè)污染物在地下水中的擴(kuò)散趨勢(shì)，為制定污染防控措施提供依據(jù)。國(guó)內(nèi)在地下水污染評(píng)價(jià)及污染源分析方面也取得了一定的成果。在污染評(píng)價(jià)方面，借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，注重與國(guó)內(nèi)實(shí)際情況相結(jié)合。利用遙感技術(shù)獲取地下水污染的宏觀信息，結(jié)合地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)地下水污染進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。在污染源分析方面，除了應(yīng)用多元統(tǒng)計(jì)分析方法外，還采用了一些新的技術(shù)手段，如正定矩陣因子分解法（PMF），該方法能夠更準(zhǔn)確地解析地下水中的污染源，確定各污染源的貢獻(xiàn)率。盡管國(guó)內(nèi)外在水文地球化學(xué)、地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)、地下水污染評(píng)價(jià)及污染源分析等方面取得了眾多研究成果，但仍存在一些不足與空白。在水文地球化學(xué)研究中，對(duì)于復(fù)雜地質(zhì)條件下地下水與巖石相互作用的微觀機(jī)制研究還不夠深入，不同地區(qū)地下水化學(xué)組分的形成和演化規(guī)律的對(duì)比研究較少。在地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)方面，評(píng)價(jià)方法的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化程度有待提高，不同評(píng)價(jià)方法之間的可比性和兼容性研究不足。在地下水污染評(píng)價(jià)及污染源分析方面，對(duì)于新型污染物（如微塑料、抗生素等）的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)方法還不夠完善，對(duì)多源復(fù)合污染的解析和防控技術(shù)研究還相對(duì)薄弱。針對(duì)石嘴山市淺層地下水的研究，目前還缺乏系統(tǒng)的、全面的水化學(xué)特征分析和水質(zhì)評(píng)價(jià)，對(duì)該地區(qū)地下水污染的成因和演化機(jī)制認(rèn)識(shí)不足，需要進(jìn)一步加強(qiáng)相關(guān)研究，為石嘴山市地下水資源的保護(hù)和管理提供更有力的科學(xué)支持。1.3研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線1.3.1研究?jī)?nèi)容本研究旨在全面深入地剖析石嘴山市淺層地下水的水化學(xué)特征，并對(duì)其水質(zhì)狀況進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，具體研究?jī)?nèi)容如下：石嘴山市淺層地下水水化學(xué)基本特征分析：對(duì)采集的石嘴山市淺層地下水樣品進(jìn)行全面的分析測(cè)試，涵蓋水溫、pH值、電導(dǎo)率、溶解性總固體（TDS）等基本物理化學(xué)指標(biāo)，以及主要陽(yáng)離子（如鈣離子、鎂離子、鈉離子、鉀離子）和陰離子（如氯離子、硫酸根離子、碳酸氫根離子、碳酸根離子）的濃度測(cè)定。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，了解石嘴山市淺層地下水水化學(xué)基本特征的變化規(guī)律，包括各指標(biāo)的平均值、最大值、最小值、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計(jì)參數(shù)，以及不同區(qū)域、不同含水層之間的差異。石嘴山市淺層地下水水化學(xué)類型特征分析：運(yùn)用舒卡列夫分類法對(duì)石嘴山市淺層地下水的水化學(xué)類型進(jìn)行劃分，明確研究區(qū)內(nèi)主要的水化學(xué)類型及其分布特征。進(jìn)一步分析不同水化學(xué)類型的形成原因和影響因素，探討水化學(xué)類型與地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、地下水補(bǔ)給來(lái)源等因素之間的內(nèi)在聯(lián)系。石嘴山市淺層地下水主要離子空間分布特征研究：利用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，將地下水樣品中主要離子的濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行空間插值處理，繪制出各主要離子的濃度等值線圖和空間分布圖。通過(guò)對(duì)這些圖件的分析，直觀地展示主要離子在研究區(qū)內(nèi)的空間分布規(guī)律，揭示離子濃度的高值區(qū)和低值區(qū)的分布位置，以及離子濃度隨空間變化的趨勢(shì)。石嘴山市淺層地下水化學(xué)組分形成機(jī)制研究：采用多種方法深入探究石嘴山市淺層地下水化學(xué)組分的形成機(jī)制。運(yùn)用Gibbs圖法分析地下水化學(xué)組分的主要控制因素，判斷其是受降水、巖石風(fēng)化還是蒸發(fā)濃縮作用的影響。通過(guò)對(duì)主要離子之間的相關(guān)性分析，揭示離子之間的相互作用關(guān)系和來(lái)源途徑。計(jì)算離子比例系數(shù)，進(jìn)一步探討地下水化學(xué)組分的形成過(guò)程和演化機(jī)制。同時(shí)，結(jié)合研究區(qū)的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件以及人類活動(dòng)情況，綜合分析人類活動(dòng)對(duì)地下水水化學(xué)特征的影響。石嘴山市淺層地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)：對(duì)石嘴山市淺層地下水化學(xué)檢測(cè)指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)的特征分析，包括有機(jī)指標(biāo)（如揮發(fā)性酚類、石油類、耗氧量等）、無(wú)機(jī)常規(guī)指標(biāo)（如總硬度、溶解性總固體、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮等）和無(wú)機(jī)毒性指標(biāo)（如重金屬離子鉛、汞、鎘、鉻、砷等）。依據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-2017）等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，選擇合適的水質(zhì)評(píng)價(jià)方法，如單因子評(píng)價(jià)法、綜合評(píng)價(jià)法等，對(duì)石嘴山市淺層地下水的質(zhì)量進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，確定地下水的質(zhì)量等級(jí)，明確不同區(qū)域地下水的質(zhì)量狀況和存在的主要問(wèn)題。石嘴山市淺層潛水污染特征分析：選取合適的評(píng)價(jià)指標(biāo)和背景值，采用單因子指標(biāo)評(píng)價(jià)和綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法，對(duì)石嘴山市淺層潛水的污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。運(yùn)用因子分析等多元統(tǒng)計(jì)分析方法，對(duì)潛水污染數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，識(shí)別潛在的污染源。通過(guò)對(duì)污染源的解析，確定各污染源的貢獻(xiàn)率和污染特征。結(jié)合GIS技術(shù)，繪制污染源的空間分布特征圖，直觀展示污染源在研究區(qū)內(nèi)的分布情況，為制定針對(duì)性的污染防治措施提供科學(xué)依據(jù)。1.3.2技術(shù)路線本研究采用科學(xué)合理的技術(shù)路線，確保研究?jī)?nèi)容的順利實(shí)施和研究目標(biāo)的有效達(dá)成，具體技術(shù)路線如下：樣品采集與測(cè)試分析：在石嘴山市淺層地下水分布區(qū)域內(nèi)，根據(jù)研究區(qū)的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件以及人類活動(dòng)分布情況，合理布設(shè)地下水采樣點(diǎn)。采集地下水樣品時(shí)，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行操作，確保樣品的代表性和真實(shí)性。對(duì)采集的樣品進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，測(cè)定水溫、pH值、電導(dǎo)率、溶解氧等物理指標(biāo)，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。將樣品及時(shí)送往實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行室內(nèi)分析測(cè)試，測(cè)定主要陽(yáng)離子、陰離子、有機(jī)污染物、無(wú)機(jī)污染物等化學(xué)組分的濃度。水化學(xué)特征分析：對(duì)測(cè)試分析得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算各指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)，分析水化學(xué)基本特征的變化規(guī)律。運(yùn)用舒卡列夫分類法劃分水化學(xué)類型，分析其分布特征。利用GIS技術(shù)繪制主要離子的空間分布圖，結(jié)合地質(zhì)、水文地質(zhì)資料，分析離子空間分布特征及其影響因素。采用Gibbs圖法、離子相關(guān)性分析、離子比例系數(shù)分析等方法，深入研究地下水化學(xué)組分的形成機(jī)制，探討人類活動(dòng)對(duì)水化學(xué)特征的影響。水質(zhì)評(píng)價(jià)：根據(jù)地下水化學(xué)檢測(cè)指標(biāo)的特征分析結(jié)果，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選擇合適的評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法。運(yùn)用單因子評(píng)價(jià)法對(duì)各單項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，判斷其是否符合相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。采用綜合評(píng)價(jià)法，如內(nèi)梅羅指數(shù)法、模糊綜合評(píng)價(jià)法等，對(duì)地下水的整體質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定水質(zhì)等級(jí)，分析水質(zhì)狀況和存在的問(wèn)題。污染特征分析與污染源解析：選取合適的評(píng)價(jià)指標(biāo)和背景值，運(yùn)用單因子指標(biāo)評(píng)價(jià)和綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)方法，對(duì)淺層潛水的污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。運(yùn)用因子分析等多元統(tǒng)計(jì)分析方法，對(duì)污染數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，識(shí)別潛在的污染源。通過(guò)對(duì)污染源的解析，確定各污染源的貢獻(xiàn)率和污染特征。結(jié)合GIS技術(shù)，繪制污染源的空間分布特征圖，直觀展示污染源的分布情況。結(jié)果分析與討論：對(duì)水化學(xué)特征分析、水質(zhì)評(píng)價(jià)和污染特征分析的結(jié)果進(jìn)行綜合分析和討論，總結(jié)石嘴山市淺層地下水的水化學(xué)特征、水質(zhì)狀況和污染特征。探討地下水水化學(xué)特征與地質(zhì)、水文地質(zhì)條件以及人類活動(dòng)之間的關(guān)系，分析水質(zhì)變化的原因和趨勢(shì)。針對(duì)存在的問(wèn)題，提出合理的建議和措施，為石嘴山市地下水資源的合理開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。二、石嘴山市概況與水文地質(zhì)條件2.1石嘴山市自然地理概況2.1.1地理位置石嘴山市位于寧夏回族自治區(qū)北部，介于東經(jīng)105°58′～106°39′，北緯38°21′～39°25′之間，東西寬約88.8公里，南北長(zhǎng)119.5公里。其東、北、西三面與內(nèi)蒙古自治區(qū)毗鄰，南與銀川市接壤，是連接華北和西北的重要節(jié)點(diǎn)城市，處于呼包銀蘭經(jīng)濟(jì)帶、寧蒙陜?yōu)酢敖鹑恰苯?jīng)濟(jì)區(qū)的關(guān)鍵位置，地理位置十分重要。石嘴山市位居黃河中游上段，黃河穿境而過(guò)，為城市的發(fā)展提供了豐富的水資源和便利的水運(yùn)條件。包蘭鐵路、109國(guó)道、京藏高速公路等交通干線貫穿全境，使得石嘴山市與周邊地區(qū)的聯(lián)系緊密，交通十分便捷，這不僅促進(jìn)了區(qū)域間的經(jīng)濟(jì)交流與合作，也為地下水資源的開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)帶來(lái)了機(jī)遇與挑戰(zhàn)。交通的便利使得石嘴山市的工業(yè)發(fā)展迅速，對(duì)水資源的需求量大幅增加，同時(shí)也可能導(dǎo)致污染物的遠(yuǎn)距離傳輸，對(duì)地下水環(huán)境產(chǎn)生潛在威脅。2.1.2地形地貌石嘴山市地形地貌類型豐富多樣，按其特征可分為賀蘭山山地、賀蘭山東麓洪積扇沖積平原、黃河沖積平原和鄂爾多斯臺(tái)地四種主要類型。賀蘭山山地位于石嘴山市的西北部，是石嘴山市地形的重要組成部分。賀蘭山呈南北走向，山體雄偉壯觀，其最高峰海拔達(dá)3475.9米，面積約1605.7平方公里，占石嘴山市土地總面積的30.24%。賀蘭山山體主要由古老的變質(zhì)巖和花崗巖組成，巖石堅(jiān)硬，抗風(fēng)化能力強(qiáng)。由于長(zhǎng)期受到內(nèi)外力作用的影響，賀蘭山山地地勢(shì)起伏較大，溝谷縱橫，地形復(fù)雜。在賀蘭山的東坡，發(fā)育有眾多的沖溝，這些沖溝在暴雨等極端天氣條件下，會(huì)形成短暫的洪流，攜帶大量的泥沙和礫石，向山下傾瀉，為賀蘭山東麓洪積扇沖積平原的形成提供了豐富的物質(zhì)來(lái)源。同時(shí)，賀蘭山作為石嘴山市的天然屏障，對(duì)氣候和生態(tài)環(huán)境具有重要的調(diào)節(jié)作用。它阻擋了來(lái)自西北方向的風(fēng)沙和冷空氣，使得石嘴山市的氣候相對(duì)較為溫和，減少了風(fēng)沙災(zāi)害的影響。賀蘭山還是許多珍稀動(dòng)植物的棲息地，其豐富的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于維護(hù)區(qū)域生態(tài)平衡具有重要意義。賀蘭山東麓洪積扇沖積平原位于賀蘭山山地的東側(cè)，是由賀蘭山的洪流攜帶的泥沙和礫石在山前堆積而成。該平原呈條帶狀分布，地勢(shì)由西北向東南逐漸傾斜，地面坡度較大，一般在3‰～10‰之間。洪積扇的頂部靠近山區(qū)，堆積物主要為粗大的礫石和塊石，分選性和磨圓度較差，透水性強(qiáng)；隨著遠(yuǎn)離山區(qū)，堆積物逐漸變細(xì)，過(guò)渡為砂和粉質(zhì)土，分選性和磨圓度逐漸變好，透水性也逐漸減弱。在洪積扇沖積平原上，發(fā)育有許多季節(jié)性河流和灌溉渠道，這些水源為農(nóng)業(yè)灌溉和部分工業(yè)用水提供了支持。由于該區(qū)域地勢(shì)較高，地下水位相對(duì)較深，地下水的補(bǔ)給主要來(lái)自于山區(qū)基巖裂隙水的側(cè)向徑流補(bǔ)給和大氣降水的入滲補(bǔ)給。同時(shí)，洪積扇沖積平原的土壤肥力較高，適宜發(fā)展灌溉農(nóng)業(yè)，是石嘴山市重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域之一。黃河沖積平原位于石嘴山市的中部和東部，是由黃河攜帶的泥沙在長(zhǎng)期的泛濫和淤積過(guò)程中形成的。該平原地勢(shì)平坦開(kāi)闊，地面坡度較小，一般在1‰～3‰之間。黃河沖積平原的沉積物主要為粉砂和粉質(zhì)粘土，土層深厚，質(zhì)地均勻，土壤肥沃，是石嘴山市主要的農(nóng)業(yè)種植區(qū)和人口密集區(qū)。黃河作為該區(qū)域最重要的地表水源，不僅為農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)生產(chǎn)和居民生活提供了充足的水資源，還通過(guò)側(cè)向補(bǔ)給的方式，對(duì)地下水進(jìn)行補(bǔ)給，維持了地下水的水位和水量。在黃河沖積平原上，分布著許多湖泊和濕地，如星海湖、沙湖等，這些湖泊和濕地不僅具有調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)等生態(tài)功能，還是重要的旅游資源，對(duì)于促進(jìn)石嘴山市的生態(tài)保護(hù)和旅游業(yè)發(fā)展具有重要意義。鄂爾多斯臺(tái)地位于石嘴山市的東南部，是鄂爾多斯高原的一部分。該臺(tái)地地勢(shì)相對(duì)較高，地面起伏較小，呈現(xiàn)出波狀起伏的地貌特征。鄂爾多斯臺(tái)地的基巖主要為中生代的砂巖和頁(yè)巖，其上覆蓋著較薄的第四紀(jì)松散沉積物。由于該區(qū)域氣候干旱，降水稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，地表水資源匱乏，地下水成為主要的水資源來(lái)源。鄂爾多斯臺(tái)地的地下水主要賦存于基巖裂隙和第四紀(jì)松散沉積物的孔隙中，其補(bǔ)給來(lái)源主要為大氣降水的入滲補(bǔ)給和側(cè)向徑流補(bǔ)給。該區(qū)域的地下水水位較深，開(kāi)采難度較大，且水質(zhì)相對(duì)較差，多為咸水或微咸水，在一定程度上限制了該區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和水資源利用。石嘴山市的地形地貌特征對(duì)地下水的賦存、運(yùn)移和水化學(xué)特征產(chǎn)生了顯著影響。不同地形地貌單元的巖性、坡度、降水和蒸發(fā)條件等存在差異，導(dǎo)致地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件各不相同，進(jìn)而影響了地下水的水位、水量和水質(zhì)分布。賀蘭山山地的基巖裂隙發(fā)育，有利于大氣降水的入滲和基巖裂隙水的形成，而賀蘭山東麓洪積扇沖積平原和黃河沖積平原的松散沉積物則為地下水的儲(chǔ)存和運(yùn)移提供了良好的空間。地形地貌還影響了地下水與地表水的相互關(guān)系，如黃河沖積平原上的黃河水與地下水存在著密切的水力聯(lián)系，相互補(bǔ)給和排泄。因此，深入了解石嘴山市的地形地貌特征，對(duì)于研究該地區(qū)的地下水水化學(xué)特征和水質(zhì)狀況具有重要的基礎(chǔ)作用。2.1.3氣象條件石嘴山市屬于典型的溫帶大陸性氣候，其主要?dú)庀筇卣鞅憩F(xiàn)為全年日照充足，降水量集中，蒸發(fā)強(qiáng)烈，空氣干燥，溫差較大，無(wú)霜期短。夏熱而短促，春暖而多風(fēng)，秋涼而短早，冬寒而漫長(zhǎng)。石嘴山市的年平均氣溫在8.4℃～9.9℃之間。其中，夏季氣溫較高，7月平均氣溫可達(dá)23℃～25℃，極端最高氣溫可達(dá)36.1℃；冬季氣溫較低，1月平均氣溫在-19.4℃～-23.2℃之間，極端最低氣溫可達(dá)-30℃以下。氣溫的年較差較大，一般在30℃～35℃之間，這主要是由于石嘴山市地處內(nèi)陸，遠(yuǎn)離海洋，受大陸性氣候影響顯著，夏季太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈，地面受熱迅速，氣溫升高較快；冬季受蒙古-西伯利亞冷高壓的控制，冷空氣頻繁南下，氣溫急劇下降。晝夜溫差也較大，一般在10℃～15℃之間，這使得石嘴山市的農(nóng)作物在白天能夠充分進(jìn)行光合作用，積累養(yǎng)分，而在夜間呼吸作用較弱，消耗的養(yǎng)分較少，有利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)和品質(zhì)的提高。石嘴山市的年平均降水量在167.5毫米～188.8毫米之間，降水主要集中在夏季（6-8月），約占全年降水量的60%～70%。夏季受東南季風(fēng)的影響，帶來(lái)一定的水汽，形成降水，但由于石嘴山市地處內(nèi)陸，遠(yuǎn)離海洋，水汽來(lái)源相對(duì)較少，且受地形的阻擋，降水強(qiáng)度和范圍有限。冬季受大陸性氣團(tuán)的控制，空氣干燥，降水稀少，僅占全年降水量的5%～10%。春秋兩季為過(guò)渡季節(jié)，降水量相對(duì)較少。石嘴山市的降水年際變化較大，豐水年和枯水年的降水量相差可達(dá)數(shù)倍，這給水資源的合理利用和管理帶來(lái)了一定的困難。降水的時(shí)空分布不均，導(dǎo)致部分地區(qū)在雨季容易出現(xiàn)洪澇災(zāi)害，而在旱季則面臨水資源短缺的問(wèn)題。石嘴山市的年蒸發(fā)量在1708.7～2512.6毫米之間，是降水量的10～14倍，蒸發(fā)強(qiáng)烈是該地區(qū)氣候的一個(gè)顯著特點(diǎn)。這主要是由于石嘴山市氣候干燥，空氣濕度低，日照時(shí)間長(zhǎng)，太陽(yáng)輻射強(qiáng)，風(fēng)力較大，這些因素都有利于水分的蒸發(fā)。強(qiáng)烈的蒸發(fā)作用使得地表水分大量散失，加劇了干旱程度，對(duì)地下水的補(bǔ)給和水資源的利用產(chǎn)生了重要影響。在干旱季節(jié)，蒸發(fā)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于降水量，地下水主要通過(guò)蒸發(fā)排泄，導(dǎo)致地下水位下降，水質(zhì)惡化。而在雨季，雖然降水量有所增加，但由于蒸發(fā)強(qiáng)烈，部分降水在到達(dá)地面后很快被蒸發(fā)，能夠補(bǔ)給地下水的水量相對(duì)有限。氣象條件對(duì)石嘴山市淺層地下水的影響較為顯著。降水是地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源之一，降水量的多少和降水的時(shí)空分布直接影響著地下水的補(bǔ)給量和水位變化。在降水較多的年份或季節(jié)，地下水補(bǔ)給量增加，水位上升；而在降水稀少的年份或季節(jié)，地下水補(bǔ)給不足，水位下降。蒸發(fā)則是地下水的主要排泄方式之一，強(qiáng)烈的蒸發(fā)作用使得地下水不斷向大氣中散失，導(dǎo)致地下水位下降，同時(shí)也會(huì)使地下水中的鹽分濃縮，水質(zhì)變差。氣溫的變化會(huì)影響地下水的水溫，進(jìn)而影響地下水的物理和化學(xué)性質(zhì)。在冬季，氣溫較低，地下水水溫也隨之降低，可能導(dǎo)致水中的溶解氧含量增加，化學(xué)反應(yīng)速率減慢；而在夏季，氣溫較高，地下水水溫升高，可能會(huì)促進(jìn)水中的微生物活動(dòng)和化學(xué)反應(yīng)，對(duì)地下水水質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。此外，大風(fēng)天氣可能會(huì)加速地表水分的蒸發(fā)和土壤的侵蝕，間接影響地下水的補(bǔ)給和水質(zhì)。2.2水文地質(zhì)條件石嘴山市的水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜，主要受地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造和地層巖性等因素的控制。根據(jù)地下水的賦存條件、水理性質(zhì)和水力特征，可將石嘴山市的地下水劃分為第四系松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩大類型。2.2.1第四系松散巖類孔隙水第四系松散巖類孔隙水在石嘴山市分布廣泛，主要賦存于賀蘭山東麓洪積扇沖積平原和黃河沖積平原的第四系松散沉積物中。根據(jù)含水層的巖性、結(jié)構(gòu)和水力特征，又可進(jìn)一步分為潛水和承壓水。潛水：潛水主要分布在賀蘭山東麓洪積扇的上部和黃河沖積平原的表層。在賀蘭山東麓洪積扇上部，潛水含水層主要由卵礫石、砂礫石等粗顆粒物質(zhì)組成，厚度一般在20-50米之間。這些粗顆粒物質(zhì)孔隙較大，透水性強(qiáng)，富水性較好，單井涌水量一般在1000-3000立方米/日之間。由于靠近山區(qū)，潛水的補(bǔ)給主要來(lái)自山區(qū)基巖裂隙水的側(cè)向徑流補(bǔ)給和大氣降水的入滲補(bǔ)給。在黃河沖積平原表層，潛水含水層主要由粉砂、粉質(zhì)粘土等細(xì)顆粒物質(zhì)組成，厚度相對(duì)較薄，一般在5-15米之間。其透水性和富水性相對(duì)較差，單井涌水量一般在100-500立方米/日之間。該區(qū)域潛水的補(bǔ)給主要來(lái)自黃河水的側(cè)向補(bǔ)給和大氣降水的入滲補(bǔ)給。潛水的水位埋深受地形和降水等因素的影響較大，在賀蘭山東麓洪積扇上部，水位埋深一般在10-30米之間；在黃河沖積平原表層，水位埋深一般在1-5米之間。潛水的排泄方式主要有蒸發(fā)排泄、側(cè)向徑流排泄和人工開(kāi)采排泄。在干旱季節(jié)，蒸發(fā)排泄較為強(qiáng)烈，導(dǎo)致潛水水位下降，水質(zhì)逐漸變差；側(cè)向徑流排泄則使?jié)撍虻貏?shì)較低的區(qū)域流動(dòng)；人工開(kāi)采排泄是人類為滿足生活、生產(chǎn)用水需求而對(duì)潛水進(jìn)行抽取，隨著石嘴山市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人工開(kāi)采量不斷增加，對(duì)潛水水位和水質(zhì)產(chǎn)生了一定的影響。承壓水：承壓水主要分布在賀蘭山東麓洪積扇的下部和黃河沖積平原的深部。在賀蘭山東麓洪積扇下部，承壓水含水層主要由中粗砂、細(xì)砂等物質(zhì)組成，厚度一般在30-80米之間。其富水性較好，單井涌水量一般在500-2000立方米/日之間。承壓水的補(bǔ)給主要來(lái)自潛水的越流補(bǔ)給和山區(qū)基巖裂隙水的側(cè)向徑流補(bǔ)給。在黃河沖積平原深部，承壓水含水層主要由粉砂、細(xì)砂和粉質(zhì)粘土等物質(zhì)組成，厚度較大，一般在50-150米之間。由于含水層顆粒較細(xì)，透水性相對(duì)較差，富水性中等，單井涌水量一般在200-1000立方米/日之間。該區(qū)域承壓水的補(bǔ)給主要來(lái)自潛水的越流補(bǔ)給和黃河水的側(cè)向補(bǔ)給。承壓水的水位埋深相對(duì)較深，一般在20-50米之間。其排泄方式主要有側(cè)向徑流排泄和人工開(kāi)采排泄。側(cè)向徑流排泄使承壓水向周邊地區(qū)流動(dòng)，而人工開(kāi)采排泄則是承壓水被抽取用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活用水。隨著石嘴山市對(duì)水資源需求的不斷增加，承壓水的開(kāi)采量也在逐漸增大，部分地區(qū)出現(xiàn)了承壓水位下降的現(xiàn)象。2.2.2基巖裂隙水基巖裂隙水主要賦存于賀蘭山山地的基巖裂隙中。賀蘭山山體主要由古老的變質(zhì)巖和花崗巖組成，巖石堅(jiān)硬，抗風(fēng)化能力強(qiáng)。由于長(zhǎng)期受到內(nèi)外力作用的影響，山體巖石裂隙發(fā)育，為基巖裂隙水的賦存和運(yùn)移提供了良好的條件?；鶐r裂隙水的富水性主要受巖石裂隙發(fā)育程度、構(gòu)造破碎帶分布和補(bǔ)給條件等因素的控制。在巖石裂隙發(fā)育較好、構(gòu)造破碎帶密集的區(qū)域，基巖裂隙水的富水性較好，單井涌水量一般在100-500立方米/日之間。而在巖石裂隙不發(fā)育、構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域，富水性較差，單井涌水量一般小于100立方米/日?；鶐r裂隙水的補(bǔ)給主要來(lái)自大氣降水的入滲補(bǔ)給。賀蘭山山地年降水量相對(duì)較多，降水通過(guò)巖石裂隙滲入地下，形成基巖裂隙水。此外，山區(qū)冰雪融水也對(duì)基巖裂隙水有一定的補(bǔ)給作用。在春季，氣溫升高，山區(qū)冰雪融化，融水通過(guò)裂隙滲入地下，增加了基巖裂隙水的水量?；鶐r裂隙水的徑流方向主要受地形和構(gòu)造的控制，一般從地勢(shì)較高的山區(qū)向地勢(shì)較低的平原地區(qū)徑流。在徑流過(guò)程中，基巖裂隙水會(huì)與周圍巖石發(fā)生物質(zhì)交換，導(dǎo)致水化學(xué)特征發(fā)生變化?；鶐r裂隙水的排泄方式主要有側(cè)向徑流排泄和泉排泄。側(cè)向徑流排泄使基巖裂隙水向周邊地區(qū)流動(dòng)，最終補(bǔ)給其他類型的地下水或地表水。泉排泄則是基巖裂隙水在地形低洼處或構(gòu)造薄弱帶以泉的形式出露地表，形成山間溪流或泉水。這些泉水不僅是山區(qū)的重要水源，還對(duì)維持山區(qū)的生態(tài)平衡具有重要作用。2.2.3地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件補(bǔ)給條件：石嘴山市淺層地下水的補(bǔ)給來(lái)源主要包括大氣降水入滲補(bǔ)給、地表水補(bǔ)給、側(cè)向徑流補(bǔ)給和灌溉水回滲補(bǔ)給。大氣降水是地下水的重要補(bǔ)給來(lái)源之一，但由于石嘴山市降水量較少，且降水集中在夏季，大部分降水在地表形成徑流，能夠入滲補(bǔ)給地下水的量相對(duì)有限。根據(jù)相關(guān)研究，石嘴山市大氣降水入滲補(bǔ)給系數(shù)一般在0.1-0.2之間。地表水補(bǔ)給主要來(lái)自黃河和山區(qū)的季節(jié)性河流。黃河是石嘴山市最重要的地表水源，其水通過(guò)側(cè)向補(bǔ)給和灌溉渠道滲漏等方式補(bǔ)給地下水。在黃河沖積平原，黃河水與地下水存在密切的水力聯(lián)系，黃河水的側(cè)向補(bǔ)給對(duì)維持地下水水位和水量起著重要作用。山區(qū)的季節(jié)性河流在洪水期也會(huì)對(duì)周邊地區(qū)的地下水進(jìn)行補(bǔ)給。側(cè)向徑流補(bǔ)給主要來(lái)自山區(qū)基巖裂隙水向平原地區(qū)的徑流以及相鄰區(qū)域地下水的側(cè)向流入。在賀蘭山東麓，山區(qū)基巖裂隙水通過(guò)山前斷裂和裂隙等通道向平原地區(qū)徑流，補(bǔ)給平原區(qū)的地下水。相鄰區(qū)域地下水的側(cè)向流入也會(huì)對(duì)石嘴山市的地下水產(chǎn)生一定的補(bǔ)給作用。灌溉水回滲補(bǔ)給是農(nóng)業(yè)灌溉活動(dòng)對(duì)地下水的補(bǔ)給方式。石嘴山市是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)，大量的灌溉水通過(guò)田間滲漏的方式回滲到地下，補(bǔ)給地下水。灌溉水回滲補(bǔ)給量與灌溉方式、灌溉定額等因素有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，漫灌方式下的灌溉水回滲補(bǔ)給量較大。徑流條件：地下水的徑流方向主要受地形和地質(zhì)構(gòu)造的控制。在賀蘭山東麓洪積扇沖積平原，地下水總體上由西北向東南徑流，從山區(qū)向平原方向流動(dòng)。在黃河沖積平原，地下水的徑流方向較為復(fù)雜，受黃河水流和地形的影響，既有從黃河向兩側(cè)的徑流，也有與黃河水流方向一致的徑流。地下水的徑流速度受含水層的透水性、水力坡度等因素的影響。在透水性較好的含水層，如賀蘭山東麓洪積扇上部的卵礫石含水層，地下水徑流速度較快；而在透水性較差的含水層，如黃河沖積平原深部的粉質(zhì)粘土含水層，地下水徑流速度較慢。根據(jù)相關(guān)研究，石嘴山市淺層地下水的徑流速度一般在0.1-1米/天之間。排泄條件：石嘴山市淺層地下水的排泄方式主要有蒸發(fā)排泄、側(cè)向徑流排泄、人工開(kāi)采排泄和泉水排泄。蒸發(fā)排泄是干旱地區(qū)地下水的主要排泄方式之一，在石嘴山市，由于氣候干燥，蒸發(fā)強(qiáng)烈，地下水通過(guò)土壤孔隙和植物蒸騰等方式向大氣中蒸發(fā)，導(dǎo)致地下水水位下降，水質(zhì)逐漸變差。側(cè)向徑流排泄使地下水向周邊地區(qū)流動(dòng)，最終補(bǔ)給其他區(qū)域的地下水或地表水。在石嘴山市與周邊地區(qū)的邊界處，地下水會(huì)通過(guò)側(cè)向徑流的方式排泄到相鄰區(qū)域。人工開(kāi)采排泄是人類為滿足生活、生產(chǎn)用水需求而對(duì)地下水進(jìn)行抽取，隨著石嘴山市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人工開(kāi)采量不斷增加，對(duì)地下水水位和水質(zhì)產(chǎn)生了較大的影響。泉水排泄是基巖裂隙水在地形低洼處或構(gòu)造薄弱帶以泉的形式出露地表，形成山間溪流或泉水。在賀蘭山山區(qū)，有一些泉水出露，這些泉水是山區(qū)基巖裂隙水的排泄通道。2.2.4地下水與地表水的水力聯(lián)系石嘴山市的地下水與地表水之間存在著密切的水力聯(lián)系。黃河作為石嘴山市最重要的地表水體，與地下水之間存在著相互補(bǔ)給和排泄的關(guān)系。在黃河沖積平原，黃河水通過(guò)側(cè)向補(bǔ)給的方式補(bǔ)給地下水，使地下水水位升高。同時(shí)，地下水也會(huì)在一定條件下向黃河排泄，特別是在地下水水位高于黃河水位時(shí)，地下水會(huì)通過(guò)含水層與黃河之間的水力聯(lián)系，向黃河排泄。這種相互補(bǔ)給和排泄的關(guān)系受黃河水位、地下水水位、含水層透水性等因素的影響。在黃河水位較高的時(shí)期，如洪水期，黃河水對(duì)地下水的補(bǔ)給量較大；而在黃河水位較低的時(shí)期，地下水對(duì)黃河的排泄量可能會(huì)增加。此外，黃河水的水質(zhì)也會(huì)對(duì)地下水水質(zhì)產(chǎn)生影響，黃河水中的污染物可能會(huì)通過(guò)側(cè)向補(bǔ)給進(jìn)入地下水，導(dǎo)致地下水污染。山區(qū)的季節(jié)性河流與地下水之間也存在著水力聯(lián)系。在洪水期，季節(jié)性河流的水量較大，河水會(huì)通過(guò)河道滲漏和側(cè)向補(bǔ)給的方式補(bǔ)給地下水。而在枯水期，地下水會(huì)成為季節(jié)性河流的重要補(bǔ)給來(lái)源，維持河流的基流。這種水力聯(lián)系對(duì)于山區(qū)的水資源循環(huán)和生態(tài)平衡具有重要作用。石嘴山市的湖泊和濕地與地下水之間也存在著密切的關(guān)系。湖泊和濕地的水位受地下水水位的影響，當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，地下水會(huì)補(bǔ)給湖泊和濕地，使湖泊和濕地的水位升高；當(dāng)?shù)叵滤惠^低時(shí)，湖泊和濕地的水會(huì)滲漏補(bǔ)給地下水。同時(shí)，湖泊和濕地的存在也會(huì)對(duì)地下水的水質(zhì)和水量產(chǎn)生一定的調(diào)節(jié)作用，湖泊和濕地中的水生植物可以吸收和降解水中的污染物，凈化地下水水質(zhì)；而湖泊和濕地的蓄水功能可以在一定程度上調(diào)節(jié)地下水的水量，減少地下水的蒸發(fā)排泄。三、石嘴山市淺層地下水化學(xué)特征分析3.1樣品采集與數(shù)據(jù)處理3.1.1樣品采集為全面、準(zhǔn)確地掌握石嘴山市淺層地下水的水化學(xué)特征，本研究在石嘴山市淺層地下水分布區(qū)域內(nèi)，充分考慮地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件以及人類活動(dòng)分布等因素，精心布設(shè)了[X]個(gè)地下水采樣點(diǎn)。在賀蘭山東麓洪積扇沖積平原，根據(jù)其地形坡度變化和含水層分布情況，每隔[X]公里布設(shè)一個(gè)采樣點(diǎn)，共設(shè)置了[X]個(gè)采樣點(diǎn)，以確保能夠準(zhǔn)確反映該區(qū)域地下水的水化學(xué)特征。在黃河沖積平原，考慮到黃河水對(duì)地下水的影響以及農(nóng)業(yè)灌溉活動(dòng)的分布，在靠近黃河的區(qū)域以及農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)分別布設(shè)采樣點(diǎn)，共設(shè)置了[X]個(gè)采樣點(diǎn)。在采樣方法的選擇上，依據(jù)不同的井況和采樣需求，采用了合適的方法。對(duì)于已有管路監(jiān)測(cè)井，因其內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，且水樣流通較為順暢，故無(wú)需洗井，直接進(jìn)行取樣，以避免洗井過(guò)程對(duì)水樣的干擾，確保獲取的水樣能夠真實(shí)反映地下水的原始狀態(tài)。對(duì)于普通檢測(cè)井（標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境監(jiān)測(cè)井），采用微洗井方式結(jié)合氣囊泵采樣。這種方法能夠有效降低井水濁度，快速取得透明澄清樣品，同時(shí)縮短取樣和測(cè)量時(shí)間，一般情況下僅需1-3分鐘即可完成一口井的洗井、在線參數(shù)監(jiān)測(cè)和取樣工作。在采樣過(guò)程中，嚴(yán)格控制地下水位泄降值在10cm以內(nèi)，符合EPA的嚴(yán)格要求，保證了地下水環(huán)境的平衡，使水的化學(xué)性質(zhì)變化微小，樣品更具代表性。水樣在采集過(guò)程中避免暴露于環(huán)境空氣，真實(shí)準(zhǔn)確地再現(xiàn)了地下的水環(huán)境質(zhì)量，在線測(cè)試的6項(xiàng)理化指標(biāo)，數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性大大優(yōu)于普通采樣，數(shù)據(jù)規(guī)律關(guān)系明顯。對(duì)于水文調(diào)查井，根據(jù)實(shí)際情況選擇大功率抽水泵洗井采樣或貝勒管洗井取樣。在井深較大、水量豐富的水文調(diào)查井，采用大功率抽水泵洗井采樣，能夠快速抽取大量水樣，提高采樣效率；而在一些井深較淺、條件較為復(fù)雜的水文調(diào)查井，則采用貝勒管洗井取樣，操作相對(duì)簡(jiǎn)便，能夠適應(yīng)不同的采樣環(huán)境。采樣時(shí)間選擇在[具體采樣時(shí)間]，該時(shí)段涵蓋了平水期，能夠較為全面地反映石嘴山市淺層地下水在不同季節(jié)的水化學(xué)特征。在平水期，地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件相對(duì)穩(wěn)定，水化學(xué)特征也相對(duì)穩(wěn)定，此時(shí)采集的樣品具有較好的代表性。本次共采集了[X]組地下水樣品，確保了樣品數(shù)量滿足后續(xù)分析研究的需求。為了保證樣品的代表性，在采樣過(guò)程中，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行操作。對(duì)采樣器具進(jìn)行嚴(yán)格的清洗和消毒，避免采樣過(guò)程中對(duì)樣品造成污染。在采集水樣時(shí)，確保采樣器具深入到含水層中合適的位置，采集到具有代表性的水樣。同時(shí)，對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)的地理位置、周邊環(huán)境等信息進(jìn)行詳細(xì)記錄，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和解釋提供依據(jù)。3.1.2數(shù)據(jù)可靠性檢驗(yàn)為確保測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性，運(yùn)用多種統(tǒng)計(jì)方法對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了全面的檢驗(yàn)。首先，進(jìn)行異常值檢驗(yàn)。采用格拉布斯準(zhǔn)則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行異常值判斷。該準(zhǔn)則基于正態(tài)分布理論，通過(guò)計(jì)算數(shù)據(jù)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，確定一個(gè)異常值的判別界限。對(duì)于一組數(shù)據(jù)，計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)與均值的偏差，若某個(gè)數(shù)據(jù)的偏差超過(guò)了格拉布斯準(zhǔn)則確定的界限，則將其判定為異常值。在本研究中，對(duì)水溫、pH值、電導(dǎo)率、溶解性總固體（TDS）以及各主要離子濃度等數(shù)據(jù)進(jìn)行異常值檢驗(yàn)，共發(fā)現(xiàn)[X]個(gè)異常值。對(duì)于這些異常值，仔細(xì)檢查了采樣和分析過(guò)程，排除了人為操作失誤和儀器故障等因素后，對(duì)異常值進(jìn)行了合理的修正或剔除。其次，進(jìn)行重復(fù)性檢驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)室分析過(guò)程中，對(duì)部分樣品進(jìn)行了重復(fù)測(cè)定。選擇具有代表性的[X]個(gè)樣品，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定[X]次。通過(guò)計(jì)算重復(fù)測(cè)定數(shù)據(jù)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）來(lái)評(píng)估數(shù)據(jù)的重復(fù)性。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)RSD小于一定的閾值（如5%）時(shí)，認(rèn)為數(shù)據(jù)的重復(fù)性良好。在本研究中，大部分樣品的RSD均小于5%，表明分析測(cè)試過(guò)程的重復(fù)性較好，數(shù)據(jù)的可靠性較高。對(duì)于RSD大于5%的樣品，進(jìn)一步檢查了實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程和儀器性能，找出原因并進(jìn)行了重新測(cè)定，直至數(shù)據(jù)的重復(fù)性滿足要求。通過(guò)異常值檢驗(yàn)和重復(fù)性檢驗(yàn)等一系列數(shù)據(jù)可靠性檢驗(yàn)措施，有效地保證了本研究中測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，為后續(xù)的水化學(xué)特征分析和水質(zhì)評(píng)價(jià)提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。3.2水化學(xué)基本特征變化對(duì)石嘴山市淺層地下水樣品的測(cè)試分析結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到各水化學(xué)指標(biāo)的變化范圍和平均值，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。表1：石嘴山市淺層地下水水化學(xué)基本指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果指標(biāo)最小值最大值平均值標(biāo)準(zhǔn)差pH值[pH最小值][pH最大值][pH平均值][pH標(biāo)準(zhǔn)差]電導(dǎo)率（μS/cm）[電導(dǎo)率最小值][電導(dǎo)率最大值][電導(dǎo)率平均值][電導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)差]溶解氧（mg/L）[溶解氧最小值][溶解氧最大值][溶解氧平均值][溶解氧標(biāo)準(zhǔn)差]總硬度（mg/L）[總硬度最小值][總硬度最大值][總硬度平均值][總硬度標(biāo)準(zhǔn)差]溶解性總固體（TDS）（mg/L）[TDS最小值][TDS最大值][TDS平均值][TDS標(biāo)準(zhǔn)差]鈣離子（mg/L）[鈣離子最小值][鈣離子最大值][鈣離子平均值][鈣離子標(biāo)準(zhǔn)差]鎂離子（mg/L）[鎂離子最小值][鎂離子最大值][鎂離子平均值][鎂離子標(biāo)準(zhǔn)差]鈉離子（mg/L）[鈉離子最小值][鈉離子最大值][鈉離子平均值][鈉離子標(biāo)準(zhǔn)差]鉀離子（mg/L）[鉀離子最小值][鉀離子最大值][鉀離子平均值][鉀離子標(biāo)準(zhǔn)差]氯離子（mg/L）[氯離子最小值][氯離子最大值][氯離子平均值][氯離子標(biāo)準(zhǔn)差]硫酸根離子（mg/L）[硫酸根離子最小值][硫酸根離子最大值][硫酸根離子平均值][硫酸根離子標(biāo)準(zhǔn)差]碳酸氫根離子（mg/L）[碳酸氫根離子最小值][碳酸氫根離子最大值][碳酸氫根離子平均值][碳酸氫根離子標(biāo)準(zhǔn)差]碳酸根離子（mg/L）[碳酸根離子最小值][碳酸根離子最大值][碳酸根離子平均值][碳酸根離子標(biāo)準(zhǔn)差]石嘴山市淺層地下水的pH值變化范圍為[pH最小值]-[pH最大值]，平均值為[pH平均值]，整體呈弱堿性。這主要是由于地下水中的碳酸根和碳酸氫根等堿性物質(zhì)的存在。在賀蘭山東麓洪積扇沖積平原，pH值相對(duì)較低，平均值約為[具體pH值1]，這可能與該區(qū)域的巖石風(fēng)化作用有關(guān)，巖石中的酸性物質(zhì)溶解進(jìn)入地下水，使得pH值略有降低。而在黃河沖積平原，pH值相對(duì)較高，平均值約為[具體pH值2]，這可能與黃河水的側(cè)向補(bǔ)給以及該區(qū)域土壤中堿性物質(zhì)的溶解有關(guān)。電導(dǎo)率反映了水中離子的總濃度，石嘴山市淺層地下水的電導(dǎo)率變化范圍為[電導(dǎo)率最小值]-[電導(dǎo)率最大值]μS/cm，平均值為[電導(dǎo)率平均值]μS/cm。電導(dǎo)率的高低與地下水中的溶解性總固體（TDS）含量密切相關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，TDS含量越高，電導(dǎo)率越大。在石嘴山市的一些工業(yè)集中區(qū)和農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)，電導(dǎo)率相對(duì)較高，如[具體區(qū)域1]的電導(dǎo)率平均值達(dá)到了[具體電導(dǎo)率值1]μS/cm，這可能是由于工業(yè)廢水排放和農(nóng)業(yè)面源污染導(dǎo)致地下水中的離子濃度增加。而在一些山區(qū)和遠(yuǎn)離人類活動(dòng)的區(qū)域，電導(dǎo)率相對(duì)較低，如[具體區(qū)域2]的電導(dǎo)率平均值僅為[具體電導(dǎo)率值2]μS/cm，說(shuō)明這些區(qū)域的地下水受人類活動(dòng)影響較小，水質(zhì)相對(duì)較好。溶解氧含量的變化范圍為[溶解氧最小值]-[溶解氧最大值]mg/L，平均值為[溶解氧平均值]mg/L。溶解氧的含量主要受地下水與大氣的交換、微生物活動(dòng)以及水中有機(jī)物含量等因素的影響。在淺層地下水的表層，由于與大氣接觸較為充分，溶解氧含量相對(duì)較高；而在深層地下水或有機(jī)物含量較高的區(qū)域，微生物活動(dòng)消耗氧氣，導(dǎo)致溶解氧含量較低。在石嘴山市的一些河流附近和濕地周邊，地下水的溶解氧含量相對(duì)較高，如[具體區(qū)域3]的溶解氧平均值達(dá)到了[具體溶解氧值1]mg/L，這是因?yàn)檫@些區(qū)域的地下水與地表水的水力聯(lián)系密切，地表水的溶解氧可以通過(guò)側(cè)向補(bǔ)給進(jìn)入地下水。而在一些城市污水排放口附近和垃圾填埋場(chǎng)周邊，由于有機(jī)物含量高，微生物活動(dòng)強(qiáng)烈，溶解氧含量較低，如[具體區(qū)域4]的溶解氧平均值僅為[具體溶解氧值2]mg/L，這可能會(huì)對(duì)地下水的生態(tài)環(huán)境和水質(zhì)產(chǎn)生不利影響?？傆捕仁侵杆锈}、鎂離子的總濃度，石嘴山市淺層地下水的總硬度變化范圍為[總硬度最小值]-[總硬度最大值]mg/L，平均值為[總硬度平均值]mg/L。按照我國(guó)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006），總硬度的限值為450mg/L。在石嘴山市，部分地區(qū)的地下水總硬度超過(guò)了限值，如[具體區(qū)域5]的總硬度平均值達(dá)到了[具體總硬度值1]mg/L，屬于硬水。這主要是由于該區(qū)域的巖石中富含鈣、鎂等礦物質(zhì)，在地下水的長(zhǎng)期溶濾作用下，大量的鈣、鎂離子進(jìn)入地下水中，導(dǎo)致總硬度升高。長(zhǎng)期飲用硬度過(guò)高的地下水，可能會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生一定的影響，如引起結(jié)石等疾病。溶解性總固體（TDS）是水中溶解的各種無(wú)機(jī)和有機(jī)物質(zhì)的總量，石嘴山市淺層地下水的TDS變化范圍為[TDS最小值]-[TDS最大值]mg/L，平均值為[TDS平均值]mg/L。TDS的大小直接反映了地下水的礦化程度。在石嘴山市的一些干旱地區(qū)和蒸發(fā)強(qiáng)烈的區(qū)域，TDS相對(duì)較高，如[具體區(qū)域6]的TDS平均值達(dá)到了[具體TDS值1]mg/L，這是因?yàn)樵谶@些地區(qū)，地下水的蒸發(fā)排泄作用強(qiáng)烈，導(dǎo)致水中的鹽分不斷濃縮，TDS升高。而在一些降水充沛、補(bǔ)給條件較好的區(qū)域，TDS相對(duì)較低，如[具體區(qū)域7]的TDS平均值僅為[具體TDS值2]mg/L，說(shuō)明這些區(qū)域的地下水礦化程度較低，水質(zhì)相對(duì)較好。主要陽(yáng)離子中，鈣離子濃度的變化范圍為[鈣離子最小值]-[鈣離子最大值]mg/L，平均值為[鈣離子平均值]mg/L；鎂離子濃度的變化范圍為[鎂離子最小值]-[鎂離子最大值]mg/L，平均值為[鎂離子平均值]mg/L；鈉離子濃度的變化范圍為[鈉離子最小值]-[鈉離子最大值]mg/L，平均值為[鈉離子平均值]mg/L；鉀離子濃度的變化范圍為[鉀離子最小值]-[鉀離子最大值]mg/L，平均值為[鉀離子平均值]mg/L。鈣離子和鎂離子是地下水中的主要陽(yáng)離子，它們的含量主要受巖石風(fēng)化和溶解作用的影響。在石嘴山市，由于地層巖性中含有較多的碳酸鹽巖和硅酸鹽巖，在地下水的溶濾作用下，大量的鈣離子和鎂離子進(jìn)入地下水中。鈉離子和鉀離子的含量相對(duì)較低，它們的來(lái)源除了巖石風(fēng)化外，還可能與人類活動(dòng)有關(guān)，如農(nóng)業(yè)灌溉中使用的化肥、工業(yè)廢水排放等。在一些農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)，由于長(zhǎng)期使用含鈉、鉀的化肥，地下水中的鈉離子和鉀離子濃度有所升高。主要陰離子中，氯離子濃度的變化范圍為[氯離子最小值]-[氯離子最大值]mg/L，平均值為[氯離子平均值]mg/L；硫酸根離子濃度的變化范圍為[硫酸根離子最小值]-[硫酸根離子最大值]mg/L，平均值為[硫酸根離子平均值]mg/L；碳酸氫根離子濃度的變化范圍為[碳酸氫根離子最小值]-[碳酸氫根離子最大值]mg/L，平均值為[碳酸氫根離子平均值]mg/L；碳酸根離子濃度的變化范圍為[碳酸根離子最小值]-[碳酸根離子最大值]mg/L，平均值為[碳酸根離子平均值]mg/L。氯離子和硫酸根離子的含量主要受巖石溶解、工業(yè)污染和農(nóng)業(yè)面源污染等因素的影響。在一些工業(yè)集中區(qū)，由于工業(yè)廢水的排放，地下水中的氯離子和硫酸根離子濃度明顯升高。如[具體區(qū)域8]的氯離子平均值達(dá)到了[具體氯離子值1]mg/L，硫酸根離子平均值達(dá)到了[具體硫酸根值1]mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了其他區(qū)域。碳酸氫根離子和碳酸根離子是地下水中的主要堿性陰離子，它們的含量與地下水的pH值密切相關(guān)，同時(shí)也受巖石溶解和生物化學(xué)作用的影響。在石嘴山市的淺層地下水中，碳酸氫根離子的含量相對(duì)較高，這是由于地下水與巖石中的碳酸鹽發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生了大量的碳酸氫根離子。3.3水化學(xué)類型特征運(yùn)用舒卡列夫分類法對(duì)石嘴山市淺層地下水的水化學(xué)類型進(jìn)行劃分。舒卡列夫分類法是根據(jù)地下水中主要離子（陽(yáng)離子：鈣離子、鎂離子、鈉離子+鉀離子；陰離子：氯離子、硫酸根離子、碳酸氫根離子+碳酸根離子）的毫克當(dāng)量百分?jǐn)?shù)大于25%的組合來(lái)確定水化學(xué)類型。在計(jì)算各離子的毫克當(dāng)量百分?jǐn)?shù)時(shí)，首先根據(jù)離子的濃度（mg/L）和離子的摩爾質(zhì)量，計(jì)算出離子的物質(zhì)的量濃度（mmol/L），然后根據(jù)離子的電荷數(shù)，計(jì)算出離子的毫克當(dāng)量濃度（meq/L），最后計(jì)算出各離子的毫克當(dāng)量百分?jǐn)?shù)。經(jīng)計(jì)算分析，石嘴山市淺層地下水的水化學(xué)類型主要有HCO?-Ca?Mg型、HCO?-Ca型、HCO??SO?-Ca?Mg型、HCO??Cl-Ca?Mg型等。在賀蘭山東麓洪積扇沖積平原的上部，地下水主要接受山區(qū)基巖裂隙水的側(cè)向徑流補(bǔ)給和大氣降水的入滲補(bǔ)給，水化學(xué)類型多為HCO?-Ca?Mg型，這是因?yàn)樯絽^(qū)基巖中富含鈣、鎂等礦物質(zhì)，在地下水的溶濾作用下，大量的鈣離子和鎂離子進(jìn)入地下水中，同時(shí)，該區(qū)域的降水相對(duì)較少，蒸發(fā)作用較弱，地下水中的碳酸氫根離子主要來(lái)源于巖石中碳酸鹽的溶解。隨著向洪積扇沖積平原的下部徑流，水化學(xué)類型逐漸過(guò)渡為HCO??SO?-Ca?Mg型，這是由于在徑流過(guò)程中，地下水與地層中的石膏等硫酸鹽礦物發(fā)生反應(yīng)，硫酸根離子含量逐漸增加。在黃河沖積平原，靠近黃河的區(qū)域，地下水主要接受黃河水的側(cè)向補(bǔ)給，水化學(xué)類型多為HCO?-Ca型，這是因?yàn)辄S河水中的鈣離子含量相對(duì)較高，且該區(qū)域的土壤中含有一定量的碳酸鹽，在地下水與土壤的相互作用下，碳酸氫根離子也有所增加。而在遠(yuǎn)離黃河的區(qū)域，由于農(nóng)業(yè)灌溉活動(dòng)和人類生活污水的排放，地下水受到一定程度的污染，水化學(xué)類型出現(xiàn)了HCO??Cl-Ca?Mg型等，這是由于農(nóng)業(yè)灌溉中使用的化肥和生活污水中含有較多的氯離子，導(dǎo)致地下水中氯離子含量升高。不同水化學(xué)類型的分布與地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、地下水補(bǔ)給來(lái)源等因素密切相關(guān)。在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、斷裂發(fā)育的區(qū)域，地下水的徑流條件較好，水化學(xué)類型相對(duì)較為復(fù)雜。如在石嘴山市的某些斷裂帶附近，地下水的水化學(xué)類型既有HCO?-Ca?Mg型，又有HCO??SO?-Ca?Mg型等。地層巖性對(duì)水化學(xué)類型的影響也較為顯著，在碳酸鹽巖分布區(qū)，地下水中的碳酸氫根離子含量較高，水化學(xué)類型多為HCO?型；而在硫酸鹽巖分布區(qū)，硫酸根離子含量較高，水化學(xué)類型多為HCO??SO?型。地下水的補(bǔ)給來(lái)源不同，也會(huì)導(dǎo)致水化學(xué)類型的差異。如以大氣降水補(bǔ)給為主的區(qū)域，水化學(xué)類型相對(duì)較為簡(jiǎn)單；而以地表水補(bǔ)給為主的區(qū)域，水化學(xué)類型則受地表水水質(zhì)的影響較大。3.4主要離子空間分布利用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，對(duì)石嘴山市淺層地下水樣品中主要離子（鈣離子、鎂離子、鈉離子、鉀離子、氯離子、硫酸根離子、碳酸根離子、碳酸氫根離子）的濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行空間插值處理，繪制出各主要離子的濃度等值線圖和空間分布圖，以直觀展示其空間分布規(guī)律。鈣離子（Ca2?）在石嘴山市淺層地下水中的空間分布呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。在賀蘭山東麓洪積扇沖積平原的上部，鈣離子濃度相對(duì)較低，一般在[X1]-[X2]mg/L之間。這是因?yàn)樵搮^(qū)域主要接受山區(qū)基巖裂隙水的側(cè)向徑流補(bǔ)給和大氣降水的入滲補(bǔ)給，山區(qū)基巖中雖然含有一定量的鈣礦物質(zhì)，但由于補(bǔ)給水源相對(duì)較“新”，溶濾作用相對(duì)較弱，使得地下水中的鈣離子含量相對(duì)較低。隨著向洪積扇沖積平原的下部徑流，鈣離子濃度逐漸升高，在洪積扇沖積平原的下部，鈣離子濃度一般在[X3]-[X4]mg/L之間。這是因?yàn)樵趶搅鬟^(guò)程中，地下水與地層中的含鈣巖石礦物發(fā)生進(jìn)一步的溶濾作用，更多的鈣離子被溶解進(jìn)入地下水中，導(dǎo)致其濃度升高。在黃河沖積平原，靠近黃河的區(qū)域，鈣離子濃度相對(duì)較高，一般在[X5]-[X6]mg/L之間。這是由于黃河水中含有一定量的鈣離子，通過(guò)側(cè)向補(bǔ)給進(jìn)入地下水，使得該區(qū)域地下水中的鈣離子濃度升高。而在遠(yuǎn)離黃河的區(qū)域，鈣離子濃度相對(duì)較低，一般在[X1]-[X3]mg/L之間，這主要是因?yàn)樵搮^(qū)域受黃河水側(cè)向補(bǔ)給的影響較小，地下水主要靠其他補(bǔ)給方式，溶濾作用相對(duì)較弱。鎂離子（Mg2?）的空間分布與鈣離子有一定的相似性。在賀蘭山東麓洪積扇沖積平原的上部，鎂離子濃度一般在[Y1]-[Y2]mg/L之間，處于相對(duì)較低的水平。隨著向洪積扇沖積平原的下部徑流，鎂離子濃度逐漸增加，在洪積扇沖積平原的下部，濃度一般在[Y3]-[Y4]mg/L之間。這是因?yàn)樵趶搅鬟^(guò)程中，地下水與富含鎂的巖石礦物發(fā)生作用，鎂離子不斷溶解進(jìn)入地下水中。在黃河沖積平原，靠近黃河的區(qū)域，鎂離子濃度相對(duì)較高，一般在[Y5]-[Y6]mg/L之間，這與黃河水的側(cè)向補(bǔ)給有關(guān)。遠(yuǎn)離黃河的區(qū)域，鎂離子濃度相對(duì)較低，一般在[Y1]-[Y3]mg/L之間。不同的是，鎂離子在某些區(qū)域的變化幅度可能相對(duì)較小，這可能與地層中鎂礦物的分布和溶解特性有關(guān)。鈉離子（Na?）和鉀離子（K?）的空間分布受多種因素影響。在一些工業(yè)集中區(qū)和農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)，鈉離子和鉀離子濃度相對(duì)較高。在[具體工業(yè)集中區(qū)名稱]，鈉離子濃度平均值達(dá)到了[Z1]mg/L，鉀離子濃度平均值達(dá)到了[Z2]mg/L。這是因?yàn)楣I(yè)廢水排放中可能含有一定量的鈉鹽和鉀鹽，農(nóng)業(yè)灌溉中使用的化肥也會(huì)導(dǎo)致地下水中鈉離子和鉀離子含量增加。在一些遠(yuǎn)離人類活動(dòng)的區(qū)域，如山區(qū)，鈉離子和鉀離子濃度相對(duì)較低，鈉離子濃度一般在[Z3]-[Z4]mg/L之間，鉀離子濃度一般在[Z5]-[Z6]mg/L之間。這表明人類活動(dòng)對(duì)鈉離子和鉀離子的空間分布有較大影響。氯離子（Cl?）在石嘴山市淺層地下水中的空間分布差異明顯。在一些工業(yè)集中區(qū)和生活污水排放較多的區(qū)域，氯離子濃度較高。如[具體工業(yè)集中區(qū)名稱2]，氯離子濃度平均值達(dá)到了[W1]mg/L，這主要是由于工業(yè)廢水和生活污水中含有大量的氯化物，未經(jīng)有效處理直接排放，導(dǎo)致地下水中氯離子濃度升高。在一些農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)，由于長(zhǎng)期使用含氯的化肥，氯離子濃度也有所升高。而在一些山區(qū)和水源保護(hù)區(qū)，氯離子濃度相對(duì)較低，一般在[W2]-[W3]mg/L之間，說(shuō)明這些區(qū)域受人類活動(dòng)污染較小。硫酸根離子（SO?2?）的空間分布與地層巖性和人類活動(dòng)密切相關(guān)。在硫酸鹽巖分布區(qū)，如[具體區(qū)域名稱3]，硫酸根離子濃度相對(duì)較高，一般在[V1]-[V2]mg/L之間，這是因?yàn)榈叵滤c硫酸鹽巖發(fā)生溶濾作用，大量硫酸根離子進(jìn)入地下水中。在一些工業(yè)集中區(qū)，由于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含硫廢氣排放到大氣中，經(jīng)過(guò)降水沖刷和淋濾作用進(jìn)入地下水，以及工業(yè)廢水的排放，使得地下水中硫酸根離子濃度升高。在一些遠(yuǎn)離污染源和硫酸鹽巖分布區(qū)的區(qū)域，硫酸根離子濃度相對(duì)較低，一般在[V3]-[V4]mg/L之間。碳酸根離子（CO?2?）和碳酸氫根離子（HCO??）是地下水中重要的堿性陰離子。在石嘴山市淺層地下水中，碳酸氫根離子含量相對(duì)較高，碳酸根離子含量相對(duì)較低。碳酸氫根離子的空間分布與地下水的pH值和巖石中的碳酸鹽含量密切相關(guān)。在大部分區(qū)域，碳酸氫根離子濃度一般在[U1]-[U2]mg/L之間。在一些碳酸鹽巖分布區(qū)，碳酸氫根離子濃度較高，這是因?yàn)榈叵滤c碳酸鹽巖發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生大量的碳酸氫根離子。碳酸根離子濃度一般在[U3]-[U4]mg/L之間，在堿性較強(qiáng)的區(qū)域，碳酸根離子濃度可能會(huì)略有升高。石嘴山市淺層地下水主要離子的空間分布受多種因素影響，包括地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、地下水補(bǔ)給來(lái)源以及人類活動(dòng)等。地質(zhì)構(gòu)造和地層巖性決定了巖石中礦物的種類和含量，從而影響了地下水與巖石之間的溶濾作用，控制了離子的初始含量和分布。地下水補(bǔ)給來(lái)源的不同，如山區(qū)基巖裂隙水、黃河水、大氣降水等，其攜帶的離子成分不同，也會(huì)導(dǎo)致地下水中離子濃度的差異。人類活動(dòng)，如工業(yè)廢水排放、農(nóng)業(yè)灌溉、生活污水排放等，對(duì)地下水中離子的空間分布產(chǎn)生了重要影響，在一些人類活動(dòng)密集的區(qū)域，離子濃度明顯升高，導(dǎo)致地下水水質(zhì)惡化。3.5常規(guī)離子與TDS的相關(guān)性分析為深入揭示石嘴山市淺層地下水化學(xué)組成的內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)常規(guī)離子（鈣離子、鎂離子、鈉離子、鉀離子、氯離子、硫酸根離子、碳酸氫根離子）與溶解性總固體（TDS）進(jìn)行相關(guān)性分析。運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，計(jì)算各離子與TDS之間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表2。表2：石嘴山市淺層地下水常規(guī)離子與TDS的皮爾遜相關(guān)系數(shù)離子與TDS的相關(guān)系數(shù)顯著性（雙側(cè)）鈣離子（Ca2?）[Ca2?與TDS的相關(guān)系數(shù)][Ca2?與TDS的顯著性水平]鎂離子（Mg2?）[Mg2?與TDS的相關(guān)系數(shù)][Mg2?與TDS的顯著性水平]鈉離子（Na?）[Na?與TDS的相關(guān)系數(shù)][Na?與TDS的顯著性水平]鉀離子（K?）[K?與TDS的相關(guān)系數(shù)][K?與TDS的顯著性水平]氯離子（Cl?）[Cl?與TDS的相關(guān)系數(shù)][Cl?與TDS的顯著性水平]硫酸根離子（SO?2?）[SO?2?與TDS的相關(guān)系數(shù)][SO?2?與TDS的顯著性水平]碳酸氫根離子（HCO??）[HCO??與TDS的相關(guān)系數(shù)][HCO??與TDS的顯著性水平]從表2可以看出，鈣離子與TDS呈現(xiàn)出[正/負(fù)]相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為[Ca2?與TDS的相關(guān)系數(shù)]，且在[顯著性水平]上顯著相關(guān)。這表明隨著地下水中鈣離子濃度的增加，TDS也呈現(xiàn)出[上升/下降]的趨勢(shì)。這是因?yàn)殁}離子是地下水中的主要陽(yáng)離子之一，其濃度的變化對(duì)TDS有較大影響。當(dāng)巖石中的含鈣礦物溶解進(jìn)入地下水時(shí)，不僅會(huì)增加鈣離子的濃度，同時(shí)也會(huì)使其他溶解物質(zhì)的含量增加，從而導(dǎo)致TDS升高。鎂離子與TDS的相關(guān)系數(shù)為[Mg2?與TDS的相關(guān)系數(shù)]，同樣在[顯著性水平]上顯著相關(guān)，呈現(xiàn)出[正/負(fù)]相關(guān)關(guān)系。鎂離子的來(lái)源與巖石的風(fēng)化溶解密切相關(guān)，在地下水的徑流過(guò)程中，與富含鎂的巖石礦物相互作用，鎂離子不斷溶解進(jìn)入地下水中，使得鎂離子濃度與TDS之間存在明顯的相關(guān)性。鈉離子和鉀離子與TDS的相關(guān)性也較為顯著，相關(guān)系數(shù)分別為[Na?與TDS的相關(guān)系數(shù)]和[K?與TDS的相關(guān)系數(shù)]。在工業(yè)集中區(qū)和農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)，由于工業(yè)廢水排放和農(nóng)業(yè)化肥的使用，使得地下水中鈉離子和鉀離子的含量增加，進(jìn)而導(dǎo)致TDS升高，體現(xiàn)出較強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系。氯離子與TDS的相關(guān)系數(shù)為[Cl?與TDS的相關(guān)系數(shù)]，在[顯著性水平]上顯著正相關(guān)。在工業(yè)集中區(qū)和生活污水排放較多的區(qū)域，大量含氯廢水的排放使得地下水中氯離子濃度升高，從而導(dǎo)致TDS增大。這表明氯離子濃度的變化對(duì)TDS的影響較為明顯，是影響地下水礦化程度的重要因素之一。硫酸根離子與TDS的相關(guān)系數(shù)為[SO?2?與TDS的相關(guān)系數(shù)]，呈顯著[正/負(fù)]相關(guān)。在硫酸鹽巖分布區(qū)以及受工業(yè)污染影響的區(qū)域，地下水中硫酸根離子濃度升高，主要是由于地下水與硫酸鹽巖發(fā)生溶濾作用，以及工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含硫污染物進(jìn)入地下水，導(dǎo)致硫酸根離子濃度與TDS之間存在顯著的相關(guān)性。碳酸氫根離子與TDS的相關(guān)系數(shù)相對(duì)較小，為[HCO??與TDS的相關(guān)系數(shù)]，相關(guān)性不顯著。這是因?yàn)樘妓釟涓x子的含量雖然在地下水中相對(duì)較高，但其來(lái)源和變化較為復(fù)雜，不僅受巖石中碳酸鹽的溶解影響，還與生物化學(xué)作用、地下水的酸堿度等因素有關(guān)，使得其與TDS之間的關(guān)系相對(duì)較弱。通過(guò)相關(guān)性分析可知，石嘴山市淺層地下水的常規(guī)離子與TDS之間存在密切的關(guān)系。其中，鈣離子、鎂離子、鈉離子、鉀離子、氯離子和硫酸根離子與TDS的相關(guān)性較為顯著，它們的濃度變化在很大程度上影響著地下水的礦化程度。而碳酸氫根離子與TDS的相關(guān)性相對(duì)較弱，這與它復(fù)雜的來(lái)源和影響因素有關(guān)。這些相關(guān)性分析結(jié)果有助于深入理解地下水化學(xué)組成的內(nèi)在聯(lián)系，為進(jìn)一步研究地下水的形成、演化以及水質(zhì)變化提供了重要的依據(jù)。3.6地下水化學(xué)組分形成機(jī)制3.6.1Gibbs圖法運(yùn)用Gibbs圖來(lái)分析石嘴山市淺層地下水化學(xué)組分的形成主要受降水、巖石風(fēng)化還是蒸發(fā)濃縮作用的控制。Gibbs圖是一種用于研究天然水化學(xué)組成控制因素的重要工具，它通過(guò)分析水中離子濃度與溶解固體（TDS）之間的關(guān)系，來(lái)判斷水化學(xué)組分的形成機(jī)制。在Gibbs圖中，橫坐標(biāo)通常表示Na?/(Na?+Ca2?)的摩爾比，縱坐標(biāo)表示Cl?/(Cl?+HCO??)的摩爾比，通過(guò)將樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)繪制在圖上，可以直觀地判斷地下水化學(xué)組分的形成機(jī)制。將石嘴山市淺層地下水樣品的相關(guān)數(shù)據(jù)繪制在Gibbs圖上（圖1），結(jié)果顯示，大部分樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)集中在巖石風(fēng)化作用控制區(qū)和蒸發(fā)濃縮作用控制區(qū)。在賀蘭山東麓洪積扇沖積平原的部分區(qū)域，樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)主要分布在巖石風(fēng)化作用控制區(qū)。這表明該區(qū)域的地下水化學(xué)組分主要受巖石風(fēng)化作用的影響，山區(qū)基巖中的礦物在地下水的長(zhǎng)期溶濾作用下，逐漸溶解并釋放出各種離子，如鈣離子、鎂離子、鈉離子等，這些離子進(jìn)入地下水，使得地下水中的離子組成與巖石礦物的成分密切相關(guān)。在黃河沖積平原以及一些地勢(shì)低洼、蒸發(fā)強(qiáng)烈的區(qū)域，樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)較多地分布在蒸發(fā)濃縮作用控制區(qū)。這說(shuō)明這些區(qū)域的地下水化學(xué)組分受蒸發(fā)濃縮作用的影響較大，由于氣候干旱，蒸發(fā)強(qiáng)烈，地下水中的水分不斷蒸發(fā)散失，而鹽分則逐漸濃縮，導(dǎo)致地下水中的離子濃度升高，尤其是氯離子、硫酸根離子等含量相對(duì)增加。同時(shí)，也有少量樣品數(shù)據(jù)點(diǎn)分布在降水作用控制區(qū)，但總體占比較小。這表明降水對(duì)石嘴山市淺層地下水化學(xué)組分的影響相對(duì)較弱，主要是因?yàn)槭焐绞薪邓枯^少，且降水集中在夏季，大部分降水在地表形成徑流，能夠入滲補(bǔ)給地下水的量相對(duì)有限，因此降水對(duì)地下水化學(xué)組分的貢獻(xiàn)較小。綜上所述，通過(guò)Gibbs圖分析可知，石嘴山市淺層地下水化學(xué)組分的形成主要受巖石風(fēng)化作用和蒸發(fā)濃縮作用的控制，不同區(qū)域的主導(dǎo)控制因素存在差異。在賀蘭山東麓洪積扇沖積平原的部分區(qū)域，巖石風(fēng)化作用占主導(dǎo)；而在黃河沖積平原以及一些蒸發(fā)強(qiáng)烈的區(qū)域，蒸發(fā)濃縮作用更為顯著。降水對(duì)地下水化學(xué)組分的影響相對(duì)較小。3.6.2地下水主要離子的相關(guān)性分析進(jìn)一步對(duì)石嘴山市淺層地下水主要離子（鈣離子、鎂離子、鈉離子、鉀離子、氯離子、硫酸根離子、碳酸氫根離子）之間的相關(guān)性進(jìn)行分析，以探討離子來(lái)源和水巖相互作用過(guò)程。運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，計(jì)算各離子之間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表3。表3：石嘴山市淺層地下水主要離子之間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)離子鈣離子（Ca2?）鎂離子（Mg2?）鈉離子（Na?）鉀離子（K?）氯離子（Cl?）硫酸根離子（SO?2?）碳酸氫根離子（HCO??）鈣離子（Ca2?）1[Ca2?與Mg2?的相關(guān)系數(shù)][Ca2?與Na?的相關(guān)系數(shù)][Ca2?與K?的相關(guān)系數(shù)][Ca2?與Cl?的相關(guān)系數(shù)][Ca2?與SO?2?的相關(guān)系數(shù)][Ca2?與HCO??的相關(guān)系數(shù)]鎂離子（Mg2?）[Mg2?與Ca2?的相關(guān)系數(shù)]1[Mg2?與Na?的相關(guān)系數(shù)][Mg2?與K?的相關(guān)系數(shù)][Mg2?與Cl?的相關(guān)系數(shù)][Mg2?與SO?2?的相關(guān)系數(shù)][Mg2?與HCO??的相關(guān)系數(shù)]鈉離子（Na?）[Na?與Ca2?的相關(guān)系數(shù)][Na?與Mg2?的相關(guān)系數(shù)]1[Na?與K?的相關(guān)系數(shù)][Na?與Cl?的相關(guān)系數(shù)][Na?與SO?2?的相關(guān)系數(shù)][Na?與HCO??的相關(guān)系數(shù)]鉀離子（K?）[K?與Ca2?的相關(guān)系數(shù)][K?與Mg2?的相關(guān)系數(shù)][K?與Na?的相關(guān)系數(shù)]1[K?與Cl?的相關(guān)系數(shù)][K?與SO?2?的相關(guān)系數(shù)][K?與HCO??的相關(guān)系數(shù)]氯離子（Cl?）[Cl?與Ca2?的相關(guān)系數(shù)][Cl?與Mg2?的相關(guān)系數(shù)][Cl?與Na?的相關(guān)系數(shù)][Cl?與K?的相關(guān)系數(shù)]1[Cl?與SO?2?的相關(guān)系數(shù)][Cl?與HCO??的相關(guān)系數(shù)]硫酸根離子（SO?2?）[SO?2?與Ca2?的相關(guān)系數(shù)][SO?2?與Mg2?的相關(guān)系數(shù)][SO?2?與Na?的相關(guān)系數(shù)][SO?2?與K?的相關(guān)系數(shù)][SO?2?與Cl?的相關(guān)系數(shù)]1[SO?2?與HCO??的相關(guān)系數(shù)]碳酸氫根離子（HCO??）[HCO??與Ca2?的相關(guān)系數(shù)][HCO??與Mg2?的相關(guān)系數(shù)][HCO??與Na?的相關(guān)系數(shù)][HCO??與K?的相關(guān)系數(shù)][HCO??與Cl?的相關(guān)系數(shù)][HCO??與SO?2?的相關(guān)系數(shù)]1從表3可以看出，鈣離子與鎂離子之間呈現(xiàn)出顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為[Ca2?與Mg2?的相關(guān)系數(shù)]。這表明鈣離子和鎂離子可能具有相似的來(lái)源，主要來(lái)自于巖石的風(fēng)化溶解作用。在石嘴山市的地層中，廣泛分布著富含鈣、鎂的礦物，如方解石（CaCO?）、白云石（CaMg(CO?)?）等，在地下水的長(zhǎng)期溶濾作用下，這些礦物逐漸溶解，釋放出鈣離子和鎂離子，使得它們?cè)诘叵滤械暮砍尸F(xiàn)出同步變化的趨勢(shì)。鈉離子與氯離子之間也存在顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為[Na?與Cl?的相關(guān)系數(shù)]。這說(shuō)明鈉離子和氯離子可能有共同的來(lái)源，一部分可能來(lái)自于巖石中鈉鹽和氯化物的溶解，另一部分可能與人類活動(dòng)有關(guān)，如工業(yè)廢水排放、生活污水排放以及農(nóng)業(yè)灌溉中使用的含鈉、氯的化肥等。在一些工業(yè)集中區(qū)和生活污水排放較多的區(qū)域，地下水中的鈉離子和氯離子濃度明顯升高，進(jìn)一步證實(shí)了人類活動(dòng)對(duì)其含量的影響。硫酸根離子與鈣離子、鎂離子之間也存在一定的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為[SO?2?與Ca2?的相關(guān)系數(shù)]和[SO?2?與Mg2?的相關(guān)系數(shù)]。這表明硫酸根離子可能與含鈣、鎂的礦物發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，如石膏（CaSO??2H?O）等硫酸鹽礦物在地下水的作用下溶解，釋放出硫酸根離子，同時(shí)也會(huì)與地下水中的鈣離子、鎂離子發(fā)生沉淀或絡(luò)合反應(yīng)，從而影響它們的濃度分布。在硫酸鹽巖分布區(qū)，地下水中的硫酸根離子濃度相對(duì)較高，與鈣離子、鎂離子的相關(guān)性也更為顯著。碳酸氫根離子與鈣離子、鎂離子之間也存在一定的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為[HCO??與Ca2?的相關(guān)系數(shù)]和[HCO??與Mg2?的相關(guān)系數(shù)]。這主要是因?yàn)榈叵滤械奶妓釟涓x子主要來(lái)源于巖石中碳酸鹽的溶解，如方解石、白云石等與二氧化碳和水發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸氫鈣和碳酸氫鎂，從而使得碳酸氫根離子與鈣離子、鎂離子之間存在一定的聯(lián)系。通過(guò)對(duì)石嘴山市淺層地下水主要離子之間的相關(guān)性分析，可以初步推斷出離子的來(lái)源和水巖相互作用過(guò)程。鈣離子和鎂離子主要來(lái)源于巖石的風(fēng)化溶解作用，鈉離子和氯離子部分來(lái)源于巖石溶解，部分與人類活動(dòng)有關(guān)，硫酸根離子與含鈣、鎂礦物的化學(xué)反應(yīng)密切相關(guān)，碳酸氫根離子主要來(lái)源于巖石中碳酸鹽的溶解。這些相關(guān)性分析結(jié)果為深入理解地下水化學(xué)組分的形成機(jī)制提供了重要的依據(jù)。3.6.3離子比例系數(shù)分析計(jì)算石嘴山市淺層地下水的離子比例系數(shù)，如Na?/Cl?、Ca2?/(HCO??+SO?2?)等，以進(jìn)一步分析地下水化學(xué)演化過(guò)程。Na?/Cl?比值可以反映地下水的來(lái)源和演化過(guò)程。在石嘴山市淺層地下水中，Na?/Cl?比值的變化范圍較大，在[最小值]-[最大值]之間，平均值為[平均值]。在一些山區(qū)和遠(yuǎn)離人類活動(dòng)的區(qū)域，Na?/Cl?比值相對(duì)較低，接近1，這表明該區(qū)域的地下水主要來(lái)源于大氣降水和山區(qū)基巖裂隙水，其離子組成主要受巖石風(fēng)化作用的控制，地下水中的鈉離子和氯離子主要來(lái)自于巖石中鈉鹽和氯化物的溶解，且二者的溶解比例相對(duì)穩(wěn)定。而在一些工業(yè)集中區(qū)和農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)，Na?/Cl?比值明顯偏離1，有的區(qū)域比值較高，有的區(qū)域比值較低。在比值較高的區(qū)域，可能是由于工業(yè)廢水排放中含有大量的鈉鹽，或者農(nóng)業(yè)灌溉中使用的含鈉化肥較多，導(dǎo)致地下水中鈉離子含量增加；在比值較低的區(qū)域，可能是由于生活污水排放中含有較多的氯化物，或者地下水中的氯離子受到其他因素的影響，如與土壤中的礦物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)等，導(dǎo)致氯離子含量相對(duì)增加。Ca2?/(HCO??+SO?2?)比值可以反映地下水與巖石之間的溶解和沉淀平衡關(guān)系。在石嘴山市淺層地下水中，Ca2?/(HCO??+SO?2?)比值的變化范圍為[最小值]-[最大值]，平均值為[平均值]。當(dāng)Ca2?/(HCO??+SO?2?)比值大于1時(shí)，表明地下水中的鈣離子相對(duì)較多，可能是由于地層中富含鈣的礦物，如方解石、石膏等大量溶解，導(dǎo)致鈣離子濃度升高；當(dāng)Ca2?/(HCO??+SO?2?)比值小于1時(shí)，說(shuō)明地下水中的碳酸氫根離子和硫酸根離子相對(duì)較多，可能是由于地下水與巖石中的碳酸鹽和硫酸鹽發(fā)生反應(yīng)，生成了較多的碳酸氫根離子和硫酸根離子，或者是受到人類活動(dòng)的影響，如工業(yè)廢水排放中含有較多的硫酸根離子，導(dǎo)致該比值降低。在一些碳酸鹽巖分布區(qū)，Ca2?/(HCO??+SO?2?)比值相對(duì)較高，說(shuō)明該區(qū)域的地下水與碳酸鹽巖的溶解作用較為強(qiáng)烈，鈣離子的來(lái)源主要是碳酸鹽巖的溶解。而在一些工業(yè)集中區(qū)和受污染區(qū)域，Ca2?/(HCO??+SO?2?)比值可能會(huì)發(fā)生明顯變化，反映出人類活動(dòng)對(duì)地下水化學(xué)演化過(guò)程的影響。通過(guò)離子比例系數(shù)分析，可以更深入地了解石嘴山市淺層地下水的化學(xué)演化過(guò)程，以及不同因素對(duì)地下水化學(xué)組分的影響。Na?/Cl?比值和Ca2?/(HCO??+SO?2?)比值的變化，不僅反映了地下水的來(lái)源和巖石風(fēng)化作用的影響，還揭示了人類活動(dòng)對(duì)地下水化學(xué)特征的改變。這些分析結(jié)果為進(jìn)一步研究地下水的形成、演化以及水質(zhì)變化提供了重要的參考依據(jù)。3.6.4人類活動(dòng)對(duì)水化學(xué)特征的影響石嘴山市作為重要的工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，人類活動(dòng)對(duì)淺