人工回灌过程中的水-岩相互作用模拟

人工回灌过程中所发生的水-岩相互作用是影响回灌层位地下水环境质量的重要因素。采用室内实验和水文地球化学模拟等技术对人工回灌过程中的水-岩相互作用机理进行了分析。研究结果表明受混合作用影响，随着回灌水比例的增加，混合水中TDS质量浓度降低，水化学类型由Cl·HCO3-Na型水逐渐转变为HCO3·Cl-Na·Ca型水；受水-岩作用影响，在同一混合比例条件下，随着水-岩作用的进行，混合水中TDS质量浓度升高，各主要离子质量浓度呈现升高的趋势，但只有回灌水比例占10%时，混合水TDS质量浓度才大于原始地下水（涨幅约5%）。实验介质溶解于水的离子中，Ca2+、Mg2+和HCO-3主要来源于碳酸盐矿物的溶解，Na+主要来自岩盐的溶解。在人工回灌过程中，发生的水-岩相互作用主要包括方解石、白云石、钾长石、岩盐、CO2的溶解和伊利石的沉淀。其中钾长石溶解量与伊利石沉淀量、碳酸盐矿物溶解量与CO2溶解量的相关性较强，其相关系数分别为1.00和0.78（显著性水平为0.05）；硅酸盐矿物反应量和回灌水比例之间的相关系数为0.97（显著性水平为0.01），相关性极强；而碳酸盐矿物反应量和回灌水比例之间的相关系数为0.52（显著性水平为0.01），相关性较弱。上述相关性分析为确定人工回灌过程中的水-岩相互作用机理、地下水中主要离子组分的来源途径以及定量分析人工回灌对含水层介质的影响提供了依据。