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文章摘要

煤炭资源型城市浅层地下水水化学特征与控制因素分析

Analysis of Hydrochemical Characteristics and Controlling Factors of Shallow Groundwater in A Coal Resource based City

DOI：

中文关键词: 浅层地下水水化学特征控制因素 Piper三线图 Gibbs图主成分分析绝对主成分得分〖CD*2〗多元线性回归模型大同市

英文关键词: Shallow groundwater Hydrochemical characteristics Controlling factors Piper trilinear diagram Gibbs diagram Principal component analysis APCS MLR model Datong

基金项目:国家自然科学基金资助项目（12002226）；河南省职业教育教学改革研究与实践基金资助项目（02995）；河南省高等学校重点科研基金资助项目（24B560004）

作者	单位
董秀玲	河南地矿职业学院
曹卫兵	河南地矿职业学院
师晶	河南省地质局矿产资源勘查中心
冯颖俊	河南地矿职业学院

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中文摘要:

为了解资源型城市地下水离子的组成及控制因素，以大同市浅层地下水为研究对象，利用Piper三线图、Gibbs图、主成分分析及绝对主成分得分〖CD*2〗多元线性回归受体模型等多种方法，分析地下水水化学特征，并解析离子来源与贡献率。结果表明，大同市浅层地下水pH值范围为653~843，呈弱碱性，水体总硬度（TH）平均值为58764 mg/L，属于极硬水，水中含有Ca2+、Mg2+、SO2-4、Cl-、HCO-3等离子，SO2-4、HCO-3和Ca2+是TDS的主要组成；区域内水化学类型主要为SO4·Cl-Ca·Mg、SO4·Cl-Na、HCO3-Ca·Mg和HCO3-Na·Ca；地下水化学组分受岩石风化作用、阳离子交换作用和人类活动影响；离子主要来源为工矿业生产、水岩相互作用和农业与生活污水，贡献率分别为4023%、2954%和1258%，表明工矿业生产是地下水演化过程的主控因素。

英文摘要:

To investigate the ionic composition of groundwater and identify the controlling factors in resource based cities， shallow groundwater in Datong was selected for analysis. Multiple methods， including Piper trilinear diagram， Gibbs plot， principal component analysis（PCA）， and the absolute principal component score multiple linear regression（APCS MLR） receptor model，〖JP2〗were employed to analyze the hydrochemical characteristics of groundwater and quantify the contributions of ion sources. Results indicated that the pH of shallow groundwater in Datong ranged from 653 to 843， reflecting weakly alkaline conditions. The average total hardness（TH） concentration was 58764 mg/L， classifying the water as extremely hard. The groundwater contained Ca2+， Mg2+， SO2-4， Cl-， and HCO-3. Among these， SO2-4， HCO-3， and Ca2+ constituted the major components of TDS. The predominant hydrochemical types were SO4·Cl Ca·Mg， SO4·Cl Na， HCO3 Ca·Mg， and HCO3 Na·Ca. Groundwater composition was influenced by rock weathering， cation exchange， and anthropogenic influences. Source apportionment revealed that industrial and mining production， water rock interactions， and agricultural/domestic wastewater 〖GK!87mm〗contributed 4023%， 2954%， and 1258%， respectively， indicating that industrial and mining activities were the predominant controlling factor in groundwater evolution.

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