2013年长江丰水期河水化学特征及控制因素

为掌握长江河水化学组成特征及其控制因素,笔者运用Gibbs图、多种离子比例系数法和主成分分析法综合分析了长江流域丰水期河水化学及氢氧同位素特征。结果表明,长江丰水期河水主要来源为大气降水,河水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Ca型,化学成分主要受流域内广泛分布的碳酸盐岩等岩石风化作用控制;河水pH值、HCO₃^-浓度沿长江径流方向降低,SO₄^2-、Ca²⁺浓度沿长江径流方向升高。2013年丰水期,长江河水化学组成特征变化的主要影响因子,是易溶盐岩溶解和人类活动(贡献率40%),其次为川贵及长江三角洲地区的酸雨沉降以及人为酸性废水排放促进了流域内石灰岩和富含碳酸盐的三叠系砂页岩溶解(贡献率20%),最后为硅酸盐矿物及其风化产物的溶解(贡献率19%)。为了解长江河水水质状况及其演变趋势,合理评价长江流域水资源提供很好的科学依据。     

亚高山旅游景区岩溶地下水水化学动态变化及其影响因素

岩溶地下水是岩溶区重要的水资源,因岩溶水文系统具有敏感性和脆弱性,其一旦遭受污染便很难再恢复。以重庆亚高山金佛山水房泉为例,通过计算2008年和2016年各水化学参数的浓度增降幅度和地球化学敏感性指数,对比分析各水化学参数及其地球化学敏感性变化特征。结果表明：水房泉水化学类型为Ca-HCO₃型,受水 岩作用控制。旅游活动产生的生活污水自2013年起被分成两条管道,住宿排污经过泉域内化粪池的沉淀降解后排入地下,使得2016年水房泉中K⁺、Na⁺、PO₄^3-浓度较2008年降低,显示化粪池对污染物具有有效的调节作用;而餐饮排污未经处理仍直接排入地下,导致流域出口水房泉中Cl^-、NO₃^-浓度呈翻倍增长,水质恶化。污水还加剧了碳酸盐岩的溶蚀,地下水中HCO₃^-、Ca²⁺、Mg²⁺浓度上升。由于旅游高峰期与非高峰期的游客量差距逐渐缩小,2016年各化学组分的敏感性指数多低于2008年,地下水受旅游活动影响的时间变长;分别对比不同水文年各主量组分的敏感性指数大小和离子当量浓度大小,发现2008年两者排序基本一致,而2016年较为混乱,这可能表明研究区地下水系统逐渐从有序转向无序的状态,稳定性被破坏,熵值增大。     

鄱阳湖流域水化学环境参数的变化特征

分别于2010年2月和7月,对鄱阳湖湖区和入湖河流的pH、TDS以及主要离子浓度进行了测定,分析了主要离子组成的时空变化特征及其影响机制。结果表明,鄱阳湖流域水体属于弱矿化度软水,Ca2+是湖水和河水的主要阳离子,分别占阳离子总数〖JP〗的5935%、4989%;HCO-3是湖水和河水的主要阴离子,分别占阴离子总数的5337%、5937%,水质类型为Ca-HCO-3型水;主要离子组成和TDS浓度具有明显的季节和沿程变化特征,这与降雨季节性变化以及不同水系的地质背景有关;从河流水系上游至湖区的水化学特征依次为HCO-3型、HCO-3-SO2-4和SO2-4型。从水化学控制机制上看,鄱阳湖丰水期受大气降水作用和地质条件影响显著,而枯水期降雨量大大减少,主要受岩石风化、蒸发沉淀作用和人为输入的影响。除此之外,SO2-4型水的增加与长江干流酸化以及丰水期长江顶托倒灌现象有密切关系     

重庆三叠系碳酸盐岩热储热水水文地球化学特征

地下热水的水文地球化学特征研究有利于地下热水的开发,对重庆三叠系碳酸盐岩热储热水的研究可以更好地实现重庆地下热水的可持续开发。通过2009年1月和2009年7月对重庆市三叠系碳酸盐岩热储热水进行野外监测、取样和室内分析,发现重庆三叠系碳酸盐岩热储热水水化学性质相近,pH呈中性,水温30℃~50℃,电导率为1 320 μs/cm~3 250 μs/cm,水化学类型为SO₄-Ca(Mg)型,是典型的碳酸盐岩热储中-低温地下热水。温泉水的主要阳离子为Ca²⁺和Mg²⁺,阴离子为SO₄^2-和HCO₃^-,除青木关温泉外,SO₄^2-和Ca²⁺、Mg²⁺随时空变化较小,体现了碳酸盐岩中石膏与地下热水的水-岩作用对地下热水水文地球化学特征的控制。热水中的方解石和白云石都处于饱和与不饱和的临界状态,没有明显钙华沉积的现象;Na-K-Mg-Ca图解显示各个季节地下热水的物质来源基本一致,均没有达到水岩平衡状态。     

复合垂直流人工湿地氧化还原特征及不同功能区净化作用研究

研究了复合垂直流人工湿地系统氧化还原电位（Eh）的时空变化规律及不同功能区中污染物的净化效果。结果表明：湿地系统下行流池表层、两池底层、上行流池表层Eh的变化范围分别为402～585、-87～-130、308～432 mV，沿水流方向依次形成了好氧A区/缺氧、厌氧区/好氧B区3个功能区。好氧A区是污染物去除的主要区域，BOD₅、COD_Cr、NH⁺_4- N的去除率分别为430%、484%、541%，特别是NH+4 N去除率占总去除率的79%；缺氧、厌氧区主要是进行反硝化反应和有机物的厌氧分解；好氧B区则主要是去除厌氧分解后的有机物以及进一步脱氮。另外，NH+4 N的去除率与系统各功能区Eh呈显著相关关系（〖WTBX〗p〖WTBZ〗＜001），而BOD₅、COD_Cr、NO^-_3-N的去除率与系统各功能区Eh相关性不显著。     

湘江干流水环境质量演变特征及其关键因素定量识别

为科学有效地保护湘江流域水环境,定量识别湘江干流主要水质指标的驱动因素,该研究基于1990~2016年水质监测数据及沿岸永州 长沙五市社会经济发展指标,采用Mann-Kendall检验法分析湘江干流水环境演变趋势,通过逐步回归分析确定各地区各水质指标主要驱动因素。结果表明：湘江干流COD_Mn、Cd、As整体呈下降趋势,上游BOD₅呈下降趋势,上中游NH₃-N呈上升趋势,中游衡阳、株洲市重金属Cr⁶⁺呈上升趋势,衡阳市TP呈上升趋势,中下游BOD₅呈上升趋势;定量追溯各水质指标影响因素得出工业污染是湘江干流重金属As、Cr⁶⁺、Cd主要驱动因素,永衡株潭地区NH₃-N,衡阳市BOD₅、COD_Mn、TP及衡株潭地区BOD₅均以农业污染影响为主;发现产业结构调整对干流水环境有显著影响,建议在流域产业结构调整过程中加强转型升级。     

西藏雅鲁藏布江雄村河段及其支流底栖动物初步研究

2007年6月对西藏雅鲁藏布江雄村河段及其支流底栖动物进行了调查。共采集到底栖动物47种,隶属于20科42属,其中水生昆虫种类最多（92.8%）。干、支流底栖动物种类组成差异较大,且支流物种多样性高于干流。干流底栖动物现存量明显小于支流,干流密度和生物量（干重）均值分别为38.5±9.8 ind/m²和0.010±0.003 g/m²,支流均值分别为130.2±15.0 ind/m²和0.055±0.040 g/m²。干流优势种为3种摇蚊科幼虫和1种腹足类;支流优势种为3种蜉蝣目稚虫和1种摇蚊科幼虫。在功能摄食类群方面,干流以直接收集者和刮食者为主,支流以直接收集者和捕食者为主。分析表明,干、支流底栖动物群落结构的差异主要与底质类型有关。比较发现,雅鲁藏布江与喜马拉雅山南坡河流底栖动物群落结构的差异较大;高海拔地区底栖动物现存量明显低于低海拔地区河流。
     

基于常量离子示踪技术的香溪河库湾分层异重流特性研究

2012年9月26日对三峡水库干流及香溪河库湾的水流特性及常量离子进行监测,以分析蓄水期间三峡水库香溪河支流库湾水动力特性。结果表明：香溪河库湾镁离子空间上呈下游低上游高的梯度变化,钠离子呈下游高上游低的梯度变化,河口处水中常量离子的楔形区与流速纵剖面矢量图中流向上游的楔形区的位置和厚度基本一致。监测期间香溪河库湾存在显著的分层异重流特性,在河口处,长江水体从中层倒灌进入香溪河,为中层倒灌异重流;上游水体由香溪河底部流入长江干流,为底部顺坡异重流     

2013年长江丰水期河水化学特征及控制因素

为掌握长江河水化学组成特征及其控制因素,笔者运用Gibbs图、多种离子比例系数法和主成分分析法综合分析了长江流域丰水期河水化学及氢氧同位素特征。结果表明,长江丰水期河水主要来源为大气降水,河水化学类型主要为HCO3·SO4-Ca型,化学成分主要受流域内广泛分布的碳酸盐岩等岩石风化作用控制;河水p H值、浓度沿长江径流方向降低,、Ca2+浓度沿长江径流方向升高。2013年丰水期,长江河水化学组成特征变化的主要影响因子,是易溶盐岩溶解和人类活动(贡献率40%),其次为川贵及长江三角洲地区的酸雨沉降以及人为酸性废水排放促进了流域内石灰岩和富含碳酸盐的三叠系砂页岩溶解(贡献率20%),最后为硅酸盐矿物及其风化产物的溶解(贡献率19%)。为了解长江河水水质状况及其演变趋势,合理评价长江流域水资源提供很好的科学依据。     

溪洛渡水电工程拦沙对三峡水库富营养化潜在影响的初步研究

从泥沙吸附的角度,探讨金沙江溪洛渡水电站拦沙对三峡水库溶解性磷负荷的影响。2006年11月在金沙江、长江干流和支流岷江、沱江采集了淤积泥沙和水样,测定了泥沙的全磷、有效磷和磷固定量及水的溶解性磷等指标。岷江和沱江泥沙的有效磷含量远高于金沙江和长江干流,反映了四川盆地支流的磷污染较干流严重;干流泥沙的有效磷含量向下游呈增加和磷固定量向下游呈减少的趋势,反映了干流泥沙沿途不断吸附四川盆地支流汇入干流中的溶解性磷,磷固定能力有所降低。根据金沙江宜宾与长江朱沱泥沙的有效磷含量和磷固定量,金沙江来沙年吸附溶解性磷分别为382和6 885 t,分别相当于朱沱站的26%和468％。溪洛渡水库拦蓄泥沙,金沙江来沙吸附长江干流溶解性磷的量将有所减少。水库投入运行后的前50年,以有效磷含量计,金沙江来沙的磷吸附量占朱沱年溶解性磷总量的比例从26%降至10%;以磷固定量计,从468％降至174%。长江干流进入三峡水库的年溶解性磷总量有可能增加16%～294%。金沙江来沙降低三峡入库磷负荷的实际功能,可能介于有效磷含量和磷固定量的计算值之间,具体值还需开展进一步的试验研究。     

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。     

大坝拦截对河流水溶解组分化学组成的影响分析——以夏季乌江渡水库为例

以乌江渡水库为主要研究对象，揭示了大坝拦截条件下的夏季水化学特征：阴离子以HCO-3,SO2-4为主，阳离子以Ca2+,Mg2+为主，其余离子含量低于10%，说明了碳酸盐岩的风化对水体化学组成起到了主要控制作用，蒸发盐岩石的风化对水体化学组成影响较小。水库水体存在温度分层现象，形成了不同层位的水体有着不同的水化学组成，即水化学分层。水化学的分层形成了溶解组分在水库垂直深度上的规律分布，比如受藻类的影响，Si和叶绿素随深度成相反的变化特征；HCO-3受光合作用和有机质降解的影响，30 m 以上随着水深的增加而递增，30 m 以下呈现相反趋势；水库泄水方式明显改变了水化学各种参数和离子在水体中的分配。乌江水库两主要支流（息烽河和偏岩河）分别对乌江渡坝前水体中的Ca2+,SO2-4,HCO-3,Mg2+和K+,Na+,Cl-有贡献。网箱养鱼、生活污水、农业施肥、酸性矿山废水以及酸雨沉降都会对水体造成不同程度的污染。     

大坝拦截对河流水溶解组分化学组成的影响分析——以夏季乌江渡水库为例

以乌江渡水库为主要研究对象,揭示了大坝拦截条件下的夏季水化学特征：阴离子以HCO-3,SO2-4为主,阳离子以Ca2+,Mg2+为主,其余离子含量低于10%,说明了碳酸盐岩的风化对水体化学组成起到了主要控制作用,蒸发盐岩石的风化对水体化学组成影响较小。水库水体存在温度分层现象,形成了不同层位的水体有着不同的水化学组成,即水化学分层。水化学的分层形成了溶解组分在水库垂直深度上的规律分布,比如受藻类的影响,Si和叶绿素随深度成相反的变化特征;HCO-3受光合作用和有机质降解的影响,30 m 以上随着水深的增加而递增,30 m 以下呈现相反趋势;水库泄水方式明显改变了水化学各种参数和离子在水体中的分配。乌江水库两主要支流（息烽河和偏岩河）分别对乌江渡坝前水体中的Ca2+,SO2-4,HCO-3,Mg2+和K+,Na+,Cl-有贡献。网箱养鱼、生活污水、农业施肥、酸性矿山废水以及酸雨沉降都会对水体造成不同程度的污染。     

长江南通站含沙量及水化学变化与流域的风化过程

1960—2001年间长江河水含沙量递减趋势方程为：S=-4．7273a 582．94。近些年来泥沙含量递减趋势可能会对流域生态环境产生重要影响，应引起社会的关注。长江河水化学组分在1997-2001年的5年间受到季节和年际变化的影响较为有限。河水中HCO3^-与Ca^3 占主导地位，占总离子当量浓度的55％以上。主要受到碳酸盐类溶解的控制。硅酸盐类的风化过程较弱，可能主要是钙镁硅酸盐类的溶解，对流域离子的总体贡献不大。岩盐、石膏和芒硝的水解对河水中的Na^ 、SO4^2-和Cl^-的贡献最大。由此长江流域发生的主要风化过程有：白云石和方解石的溶解、钙镁长石的分解和岩盐、石膏、芒硝等的水解过程等，这与长江流域的岩石特征是基本一致的。粗略的估计．大气CO2对河流中HCO3^-的贡献量占河水中离子总当量浓度的20％左右，其余80％河水溶解质为风化岩石提供。     

基于GIS技术及层次分析法的长江上游生态敏感性研究

选择在大尺度范围的长江上游开展生态敏感性研究,为长江上游水电开发的水资源保护及管理提供技术支撑及科学依据。在系统、翔实的辨识和分析长江上游区重要生境和生态敏感区的基础上,采用GIS技术与层次分析法结合的方式,筛选、识别和构建了生态敏感度评价指标体系,构建了敏感度的计算方法和综合评价方法,从而将属性数据库和空间图形数据库相关联,生成基于各评价单元生态敏感性专题评价成果图,从而揭示长江上游生态敏感性空间格局,为开展长江上游水电开发生态制约因素分析提供理论基础。研究表明：长江上游不敏感区、轻度敏感区、中度敏感区、高度敏感区和极度敏感区分别占长江上游总面积的74.14%、6.76%、8.25%、493%和593%。金沙江流域是长江上游区生态敏感性最高区域,其次是长江上游干流区和赤水河流域;长江流域生态敏感区重点分布于上游区,长江上游干支流水资源利用中需重视对各类生态敏感区的生态保护     

Atmospheric versus lithogenic contribution to the composition of first- and second-order stream waters in Seoul and its vicinity

The spatial variations in the chemistry of first- and second-order stream waters (N = 65) were investigated in the easterly bound of Seoul in order to assess the effects of urban air pollution on surface water chemistry. The sulfate (SO4(2-)) was high (range 3.9-17.8 mg l(-1), mean 11.8 mg l(-1)) within 30 km away from the center of Seoul, compared to the levels (range 1.1-7.7 mg l(-1), mean 4.3 mg l(-1)) observed in remote areas (30-70 km away). Both graphical examination and statistical evaluation (variogram) of sulfate concentration data consistently showed the decrease of sulfate concentration with increasing distance. The results of mass balance modeling also indicate that the concentrations of SO4(2-), Cl- and Na+ may be affected mainly by dry/wet deposition. However, the spatial variations of major cations such as Ca2+ and Na+ are well explained by the reaction of rainwater with diverse rocks in the watercourse. The water type was found to change from Ca(-Na)-SO4) type to Ca(-a)-HCO3 type with the increasing distance. It is thus inferred that the pollutants like SO2 emitted from strong man-made source areas of Seoul are transported to the considerable distance (at least 30 km away) by westerlies and that such mechanism may lead to the changes of the anion composition in surface water. In the remote area (> 30 km away from Seoul), the stream water chemistry appears to be influenced more effectively by the weathering of rock-forming minerals.     

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。     

长江三角洲的发展与外向型经济

长江三角洲是中国最大的综合性经济区,其土地面积占全国的1％,人口占6％,但GDP占全国的20%(2003年),为国家提供的财政收入占全国的22％。历史文化悠久,是中国的富庶之区,也是中国和东南亚与世界各国经济文化交流最早的地区之一;现代的科技、文化、教育亦比较发达。近25年来,长江三角洲的高速发展和外向型经济有密切关系,主要表现为：①吸引了大量外资,促进了本区的经济增长;②对外贸易大幅度增加;③外资企业获得了丰厚利润,也为当地提供了就业岗位和税收。目前长江三角洲对外经济联系主要是欧美、日本和韩国;台湾、香港、澳门在中国的地位特殊,对该区投资也不断增加。东南亚在该区的对外经济贸易中所占比重不高,但是中国与新加坡合作在苏州举办的新加坡工业园,已取得明显的成就,说明中国与东南亚有广泛的发展前景。分析了当前长江三角洲产业结构、资源与环境存在的问题,对未来的发展和国际经济合作与发展中的问题作了分析。