贵州省三岔河流域水化学特征及其控制因素

对乌江源区三岔河流域枯水期和丰水期河水样品离子浓度及组成特征分析表明,河水主要的阴阳离子分别是HCO_3~–和Ca~(2+),分别占到总阴离子量的55%和总阳离子量的70%,与喀斯特地区流域相似。主要离子的时空分布的对比分析表明,Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+、HCO_3~–、Cl~–枯水期浓度略高于丰水期,而K+、SO_4~(2–)、NO_3~–两期浓度变化相对较小;空间分布的多样化,反映了不同小流域在地质背景、生态环境、人为活动等方面的差异对河水离子的影响。通过Gibbs图分析表明,研究区河水水化学主要受到岩石风化的影响,通过阴阳离子三角图分析表明,研究区河水水化学主要受到碳酸岩盐的影响,并且硫酸广泛参与到岩石风化中,人为活动对流域水化学组成也有一定影响。     

赤水河流域土地利用结构对氮素输出的影响

以赤水河流域为研究对象,根据Landsat8 OLI卫星影像获取流域土地利用现状,利用ArcGIS的水文、空间分析模块提取22个子流域,分析子流域不同形态氮(TN、NO_3~--N、NH_4~+-N)的输出特征及其与土地利用结构之间的关系。结果表明:赤水河各子流域TN、NO_3~--N、NH_4~+-N浓度范围分别为1. 27～4. 13、1. 14～3. 97、0. 01～0. 35 mg/L。TN和NO_3~--N与流域内耕地、灌草的相关系数分别为0. 663 (p 0. 01)、0. 538 (p 0. 05)和0. 631(p0. 01)、0. 530(p0. 05),TN、NO_3~--N、NH_4~+-N与流域内耕地、灌草浓度表现为显著正相关,流域内耕地、灌草对TN、NO_3~--N输出均表现为显著的"氮源"作用。NH_4~+-N的相关系数为-0. 558(p 0. 01),耕地对NH_4~+-N输出起显著"氮汇"作用。TN、 NO_3~--N与林地的相关系数为-0. 673 (p 0. 01)、-0. 652(p0. 01),林地对TN、NO_3~--N输出起到了显著的"氮汇"作用。NH_4~+-N与林地的相关系数为0. 435(p0. 05),林地对NH_4~+-N的输出起"氮源"作用。各子流域的分析结果表明,流域受土地利用结构带来的面源污染影响显著。     

贵州清水江流域丰水期水化学特征及离子来源分析

对清水江流域丰水期河水离子浓度及组成特征分析表明,流域水化学组成以Ca2+、HCO-3离子为主,其次为Mg2+、SO2-4;TDS均值213.96 mg·L-1,高于世界流域均值.根据海盐校正分析得出,研究区大气降水中海盐输入对流域水化学的贡献率为2.23%,低于世界河流均值3%.Gibbs图结合离子比值分析表明,流域水化学主要受碳酸盐岩风化影响,越往下游硅酸盐岩化学风化贡献越明显,碳酸和硫酸同时参与了流域岩石风化过程.离子来源分析表明,Ca2+、Mg2+、HCO-3离子主要来自于白云石、方解石等碳酸盐岩风化溶解,Na+、K+、Cl-主要来源于硅酸盐岩风化;SO2-4和NO-3主要来源于大气酸沉降和城镇废水输入.人为活动影响分析表明上游工矿企业活动对清水江流域水化学影响明显.     

岩溶地下河水化学对城镇化进程的时序响应

利用25年地下水观测与遥感解译数据研究地下河对城镇化进程的水化学时序响应,结果表明,随着城镇化的进行,地下河的矿化度逐渐上升;水化学类型时序演变从枯水期单一的HCO_3·SO_4-Ca·Mg型和丰水期HCO_3-Ca·Mg型向HCO_3·ClCa型、HCO_3·SO_4-Ca型、HCO_3-Ca和HCO_3·SO_4-Ca·Mg型等多类型演化,快速城镇化时期水化学类型多变.受地表降水输入影响,地下河枯水期与丰水期[Mg2+]/[Ca2+]和[HCO_3~-]/[SO_4~(2-)](摩尔比)变化较大,城镇化前地下河水化学受水岩相互作用、农业活动和酸雨入渗共同影响,两者均值分别为0. 86和29. 34; 2001年城镇化后农业活动和酸雨输入贡献减少,丰水期城镇化输入(居民生活和工业排污)明显增加,两者出现突变特征,分别降低至0. 38与6. 01. 1990～1995、1996～2010和2011～2015年不同时期的主要地球化学敏感阳离子分别为Ca~(2+)及Mg~(2+)、Na~+和NH_4~+,阴离子则分别为HCO_3~-、HCO_3~-及SO_4~(2-)和Cl~-.地下河对城镇化进程的水化学响应具有明显的阶段性和时序性.     

荔波板寨小流域水化学和溶解无机碳的稳定同位素特征

通过采集贵州荔波自然保护区内的板寨地上河小流域的地表和地下水样品,测试了阴阳离子含量及其HCO_3~-中的δ~(13)C同位素值,分析不同季节该流域水体的水化学特征,并结合δ~(13)C同位素值探讨水体溶质的来源和水化学过程。结果表明:小流域水体的主要阴离子为HCO_3~-和SO_4~(2-),二者分别占了水体总阴离子当量的86.2%和10.4%,主要阳离子Ca~(2+)和Mg~(2+)则分别占总阳离子当量的76.9%和20.5%。河水较多的Mg~(2+)表明其可能受白云岩风化的影响。小流域水体DIC的δ~(13)C值在-16.87‰至-10.80‰之间,夏季相对于冬季偏负,并且HCO_3~-含量与其δ~(13)C值之间存在负相关关系,这可能是不同季节温度和降水强度共同作用的结果。水体的SO_4~(2-)含量与DIC的δ~(13)C同位素值之间存在明显正相关性,这说明H_2SO_4可能参与了小流域内碳酸盐岩的风化过程。     

赤水河河水溶解态微量元素空间分布及来源分析

为了解人为活动对小流域微量元素的影响,以赤水河流域22条主要支流为研究对象,采集表层水样,结合多元统计分析方法对水体中8种溶解态微量元素(Al、Cr、Fe、Sr、Mn、Cd、Li和As)的含量、空间分布规律及来源进行分析.结果 表明:8种微量元素的中位值浓度顺序为Sr＞Fe＞Al＞Li＞As＞Cr＞Cd＞Mn,元素浓度总体较低,与长江源区背景值相近,其中Sr浓度中位值最高,为540.2 ug/L.空间分析表明,微量元素含量较高的子流域集中于赤水河中、上游地区.因子分析表明,As和Li的来源主要受到城市污水和工业废水的影响,Mn和Cd的来源与农业生产活动输入有密切关系,Al、Cr、Sr、Fe的来源除了与岩石矿物风化和土壤侵蚀有关外,还受到城市废水输入的影响.通过聚类分析,赤水河子流域在空间上划分为4个区域:赤水河下游段(C1),赤水河中上游段(C2),赤水河源河和渭河(C3),盐津河(C4),溶解态微量元素水平大小排序为C4＞C2＞C3＞C1.其中Sr、Fe、As和Li浓度在C4最高,Mn和Cd浓度在C3最高,Al、Cr则在C2达到最高浓度值.     

贵州阿哈湖喀斯特小流域DOC输出特征

河流不仅是陆地碳循环的通道,也是碳交换的重要场所,而小流域更被认为是陆地碳循环的热点。为探究人类活动影响下喀斯特小流域溶解性有机碳(DOC)输出特征,于2017年6月～2018年5月对阿哈湖3条主要入湖小流域游鱼河、白岩河、金钟河河水主要理化特征和DOC含量进行分析,并计算流域DOC输出通量。研究期间游鱼河、白岩河、金钟河DOC含量分别为4.78±2.11、5.61±2.27、7.40±2.51 mg/L,输出通量分别为2.71、2.91、3.82 t/(km~2. a)。结果表明:(1)阿哈湖小流域河水DOC含量时空变化特征明显,与降雨、流域土地利用类型密切相关,人类外源输入对DOC有显著影响;(2)对比不同河流DOC输出特征发现,小流域通常具有更高的DOC输出通量,特别是受城市输出影响的中小流域,其河流碳过程在碳循环中的贡献可能被低估。     

赤水河中下游冬季河水化学空间分布特征分析

通过在枯水期对赤水河中下游干流及其支流共25个河水样品进行水化学采样,水化学分析结果表明:在阴阳离子组成中,Ca2+为主要阳离子,占总阳离子的64%以上;阴离子以HCO3-和SO42-为主,占总阴离子75%~91%,其中HCO3-占51%以上。Gibbs图研究区河水化学组成受岩石风化作用控制,阴阳离子三角图、水化学比值分析表明研究区河水化学组成主要受碳酸盐岩风化作用影响,在下游部分支流存在一定硅酸盐岩风化作用。水化学时空分布的对比分析表明,人为活动的对赤水河流域岩石风化速率和水化学组成产生了一定的影响。     

赤水河流域表层沉积物重金属的污染特征及生态风险评价

赤水河是长江水系唯一一条主河道没有筑坝的一级支流,对长江流域珍稀鱼类繁殖具有重要的生态意义.为了解赤水河流域沉积物中重金属的污染特征,采集32个样品,并对7种重金属(Cu、Zn、Cd、Mn、Ni、Hg、As)含量分别进行测定.结果表明,赤水河沉积物中7种重金属含量全部高于赤水河沉积物背景值,但与我国其他河流相比,赤水河重金属含量较低,污染较少.地累积指数评估结果表明,7种重金属的平均Igeo值由高到低依次为CdMnNiAsCuZnHg,其中90.62%的采样点存在不同程度的Cd污染.污染负荷指数计算表明,上、中、下游的污染负荷指数分别为1.49、1.14、1.03,均属中等污染.Hakanson潜在生态风险指数法评价结果表明,各重金属单因子生态危害程度由强至弱依次为CdHgAsNiCuMnZn,各采样点7种重金属的潜在生态风险指数(RI)介于32.34~930.07之间,总体潜在生态风险较低.     

三峡水库库首地区大气降水化学特征

2009年6月~2010年7月对三峡水库库首地区大气降水的水化学特征进行了连续1年的研究.结果表明:三峡库首地区大气降水酸化严重,超过1/3的降水pH值低于4.5.SO42-和NO3-为降水中的最主要阴离子,雨量加权平均值分别为161.90,65.24μeq/L,二者分别占无机阴离子总量的66%、27%.Ca2+是最主要的阳离子,离子含量在8.89~932.90μeq/L之间,雨量加权平均浓度为108.34μeq/L,占无机阳离子总量的43%.季节变化分析表明,夏秋季节降水酸化严重,而冬春季节降水酸化不明显.不同季节相对酸度(FA)和中和因子(ＮＦ)分析表明,冬春季节的降水酸度主要受Ca2+离子的中和作用控制.主要离子来源分析表明,SO42-和NO3-主要来源于化石燃料燃烧,Na+、Cl-主要为海源输入的贡献,而Ca2+、Mg2+主要来源于陆壳颗粒物质.