新疆克里雅河上游主要离子化学特征及其成因

以克里雅流域上游河水为研究对象,收集克里雅站2004—2013年及部分20世纪90年代以前水文数据,结合气温、降水等资料,使用多元相关统计方法和水化学图示法等进行综合分析,揭示克里雅河河水的离子化学组成和变化特征,并探讨其影响因素。结果显示:(1)克里雅河河水矿化度变化在203~1 081 mg·L~(-1),平均值518mg·L~(-1),相对世界河流平均水平偏高;(2)河水阳离子Na~++K~+含量最高,主要阳离子浓度依次为(Na~++K~+)Ca~(2+)Mg~(2+),河水阴离子以HCO_3~-为主,主要阴离子浓度依次为HCO_3~-SO_4~(2-)Cl~-;(3)夏季河水离子浓度受流量控制最为明显,即流量越大(小),矿化度越小(大);丰水期克里雅河河水以地表径流补给为主,枯水期河水几乎全部来自地下水,由于不同时期汇流路径的不同,河水离子浓度出现随流量的年内变化;(4)河水离子主要来源于岩石风化,其中蒸发岩的风化影响最大。     

东天山哈密榆树沟流域夏季降水的化学特征

2013年5—8月按照GB13580.2-92规定的大气降水采样方法,采集了东天山喀尔力克山南坡榆树沟流域32场降水,进行了p H、EC及离子组成的测定,并运用综合描述法、相关性分析、气团来源轨迹、富集因子及端源贡献法探究其来源。结果表明:榆树沟流域夏季降水的p H平均值为6.8,呈弱酸性;电导率在3.79~239μs·cm~(-1),受降水量影响明显;阴阳离子质量浓度的平均值分别是SO_4~(2-)NO_3~-Cl~-F~-和Ca~(2+)NH_4~+Na~+K~+Mg~(2+);SO_4~(2-)、NO_3~-、F~-和NH_4~+主要来自于人类活动;Cl~-基本来自海盐源,受地壳源的影响甚微;Na~+的来源受海盐源和陆源共同影响;Ca~(2+)和K~+来自于非海盐源的贡献。     

民勤绿洲灌区地下水水化学特征及其演化驱动机理

通过分析民勤绿洲灌区55个地下水样的相关水化学指标,探讨该区地下水水化学特征及其演化驱动机理。结果表明:研究区地下水阳离子以Na~+和Mg~(2+)为主,阴离子以SO_4~(2-)和Cl~-为主;其中K~+、Na~+、Mg~(2+)、CO_3~(2-)、Cl~-、SO_4~(2-)表现为强变异性,而Ca~(2+)和HCO_3~-则表现为中等变异。研究区地下水水化学类型以SO_4-Mg型、Cl-Mg型、SO_4-Na型和Cl-Na型为主,沿着地下水流方向(坝区→泉山区→湖区),阳离子中Na~+逐渐取代了Mg~(2+)的主导地位,而阴离子中SO_4~(2-)一直占主导地位,但Cl~-的比重在不断增加。研究区地下水水化学组分主要来自岩盐、石膏等蒸发岩、碳酸盐矿物以及硅铝酸盐矿物的风化溶解。地下水水化学演化是由蒸发浓缩、阳离子交换和溶滤共同作用的结果。该研究结果可为民勤绿洲地下水资源评价、合理利用及其保护提供科学依据与决策指导。     

干旱区绿洲土壤盐分特征

以内蒙古阿拉善盟腰坝绿洲为研究区,根据野外实地调查、样品采集及室内实验分析,采用描述性统计法、相关分析法、主成分分析法,分析腰坝绿洲表层土壤的含盐量及各盐分离子分布。结果表明:腰坝绿洲表层土壤呈碱性氯化物-硫酸盐型盐渍化土,土壤阳离子聚积以Ca~(2+)和K~++Na~+为主,阴离子聚积以HCO_3~-为主,土壤全盐量呈西南部高东北部低的分布特征;土壤中K~++Na~+、SO_4~(2-)和Cl~-呈强变异性,全盐量、Ca~(2+)、Mg~(2+)和HCO_3~-呈中等变异性,p H呈弱变异性;土壤全盐量与SO_4~(2-)、Ca~(2+)、K~++Na~+、Cl~-和Mg~(2+)之间存在着极显著正相关,p H与Mg~(2+)、Ca~(2+)、Cl~-和SO_4~(2-)之间存在着极显著负相关;通过主成分分析,选取了反映土壤盐分组成和碱度的2个主成分因子,得出表征土壤盐渍化的特征因子为SO_4~(2-)、K~++Na~+、Ca~(2+)、Cl~-,并进一步建立了主成分综合得分方程,计算出了42个土样的综合得分,分值范围为3.6~10.7,平均值为5,标准差为1.5,呈中等变异性。该研究可为研究区土壤盐渍化防治提供理论和实践依据。     

盐基离子对土壤持水及收缩特性的影响

不同盐离子对土壤持水能力具有不同程度影响,且在土壤水分特征曲线测定过程中,土体随失水发生收缩和开裂。在已获取研究成果基础上进行扩展,进一步探索8种低浓度盐离子(K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、HCO_3~-、CO_3~(2-)、SO_4~(2-))对土壤持水能力和收缩特征的影响。选取陕西粉黏壤土并分别采用含有此8种离子的盐溶液(浓度均约为1 g·L~(-1))对土样进行饱和处理,以无盐离子处理作为对照(CK);采用离心机法获取土壤水分特征曲线,使用游标卡尺测定离心过程中的土体轴向沉降高度,编写MATLAB程序对裂缝图像提取裂隙度量指标,据此对各处理土壤持水能力和收缩特征进行对比分析及评价。结果发现,在此浓度条件下:(1)K~+、Na~+及4种阴性盐离子在一定程度上均可提高土壤持水能力,且阴阳盐离子中CO_3~(2-)和K~+效果最显著,分别较CK提高35.81%和3.68%;(2)Mg~(2+)、SO_4~(2-)和CO_3~(2-)有利于减小土体轴向收缩度,且阴阳盐离子的作用效果分别表现为HCO_3~-Cl~-SO_4~(2-)CO_3~(2-)和Na~+K~+Ca~(2+)Mg~(2+);(3)Na~+、Mg~(2+)及4种阴性盐离子在一定程度上均有利于减轻土壤开裂程度,可同时减小土壤裂隙总长度、总面积以及长度密度和面积密度,且阴阳盐离子中CO_3~(2-)和Na~+效果最显著。研究可为不同类型盐碱土壤持水能力评价及其干缩开裂机理认知提供理论指导。     

民勤绿洲灌区表层土壤盐分空间变异性研究

土壤盐渍化是干旱半干旱区土地退化的主要原因之一,揭示土壤盐渍化程度与空间分布特征是区域盐渍化防治与治理的重要依据。文中以民勤灌区表层土壤盐分数据为基础,结合经典统计学与地统计学方法,研究该区土壤全盐及盐基离子的空间变异特征和分布规律。结果表明:该区表层土壤总体上偏碱性,阳离子以Na~+为主,阴离子以SO_4~(2-)为主,Cl~-和HCO_3~-离子呈中等变异性,而全盐和K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)离子则呈强变异性。全盐和各盐分离子均表现出强烈的空间相关性,空间自相关距离为4.62-11.13km,表明全盐及各离子在空间自相关范围内具有很大的相似性。Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)和Cl~-离子与全盐的空间分布具有较高的一致性,低值区集中在灌区西南部和北部中心地区,高值区主要分布于灌区中部、北部偏东和偏西的一些区域。     

酒泉东盆地地下水化学特征及成因分析

为研究酒泉东盆地地下水化学特征及其成因,采用描述性统计、舒卡列夫分类、相关性分析、Gibbs图解法及离子比例系数法,对研究区地下水107组水样进行系统的研究分析。结果表明:研究区地下水总体呈弱碱性淡水;阳离子以Mg~(2+)和Na~+为主,阴离子以SO_4~(2-)和HCO_3~-为主;水化学类型由盆地南部山前单一结构平原的HCO_3·SO_4-Mg·Ca型向盆地中部的细土平原区的HCO_3·SO_4-Mg·Na、HCO_3·SO_4-Na·Mg、SO_4-Na·Mg型过渡,最后演变为盆地北部金塔南山前的SO_4·Cl-Na·Mg型;在盆地南部山前的地下水补给-径流区,地下水中的化学组分主要来源于水岩作用下硅酸盐岩、蒸发盐岩及碳酸盐岩的溶解,随着由补给-径流区向盆地北部的排泄区过渡,蒸发浓缩作用及阳离子交替吸附作用逐渐成为地下水化学成分演变的主控因素。     

新疆伊犁河谷地下水化学特征及其形成作用

在野外水文地质调查工作基础上,对伊犁河谷潜水进行取样分析测试,采用Arc GIS空间分析功能,piper三线图,Gibbs图等方法,重点对两条典型剖面的地下水化学特征及其成因进行了分析。结果表明:1)区域水化学组分阳离子以Ca~(2+)、Mg~(2+)为主,阴离子以HCO_3-、SO_42-为主。水化学类型以HCO_3-Ca、HCO_3-Ca·Mg、HCO_3·SO_4-Ca以及HCO_3·SO_4-Ca·Mg型为主,TDS以<1g/L为主,水质优良。2)"1号剖面"主要阴、阳离子自北向南呈现同步变化规律,自北向南水化学类型依次为HCO_3-Ca、HCO_3·SO_4-Ca·Mg、HCO_3·SO_4-Ca·Na。"2号剖面"由东向西水化学类型依次为HCO_3-Ca·Mg、HCO_3·SO_4-Ca·Mg、HCO_3·SO_4-Ca·Na。地下水化学类型与所处地貌单元紧密相关。3)研究区地下水水化学特征的形成与岩石溶虑作用、蒸发浓缩作用、混合作用等密不可分,但以岩石溶虑作用为主。人类活动对研究区地下水化学组分产生的影响较小。     

半干旱山区积盐果园集雨灌溉洗盐效果研究

以甘肃省秦安县兴国镇郑川村盐分胁迫果园土壤为研究对象,研究了集雨灌溉对果园土壤剖面盐分离子和果树生长的影响.结果表明:在淋洗前后全盐(P=0.001<0.01)和水溶性Na+(P=0.000<0.01)有极显著的差异,Cl~-(P=0.040<0.05)和水溶性Ca~(2+)(P=0.045<0.05)有显著的差异,而K~+、Mg~(2+)、HCO_3~-、CO_3~(2-)和SO_4~(2-)在淋洗前后差异不显著.通过果园土壤淋洗,能够明显改善树体的生长状况,叶缘焦枯的叶片逐渐恢复正常.     

兰州市PM_(2.5)无机化学组分特征及来源解析

在兰州市5个监测点采集了2013年各季节典型月大气PM_(2.5)样品,对PM_(2.5)的质量浓度、无机水溶性离子及无机元素进行了测定。结果显示:兰州市PM_(2.5)平均质量浓度是标准限值1.8倍。其中无机水溶性离子SO_4~(2-)、NO_3~-、Cl~-、Ca~(2+)、Na~+、NH_4~+、K~+和无机元素B、V、Mn、Fe、Cu、Pb、As随季节的变化明显。利用正交矩阵因子分析法(PMF)对兰州市PM_(2.5)的来源进行解析,结果表明兰州市PM_(2.5)各来源因子中人为因素造成的来源因子分担率整体上高于自然因素,影响PM_(2.5)来源的主要是人为因素。     

石羊河流域中下游浅层地下水水化学特征及其成因

为系统研究石羊河流域中下游浅层地下水水化学特征及主要离子来源,于2018年6-8月采集地下水水化学样品62组。综合运用数理统计、Gibbs图、离子比例关系和水文地球化学模拟等方法,分析了石羊河流域中下游浅层地下水的水文地球化学特征,探讨了水化学演化过程及主要离子来源。结果表明:研究区浅层地下水在水平方向上呈现明显的水化学分带,从中游至下游地下水水化学类型由SO4·HCO3-Na·Ca型过渡为SO4·Cl-Na·Mg型,TDS含量也随之升高,流域中游为TDS含量小于1g/L的淡水,至下游演化为TDS含量高于1g/L的微咸水和咸水。该区浅层地下水水化学组分主要受水岩作用和蒸发浓缩作用控制,Ca²⁺、Mg²⁺主要来源于硅酸盐岩和碳酸盐岩的溶解,碳酸盐岩以白云石风化溶解为主,部分水样点存在方解石的风化溶解,阳离子交换作用是影响研究区地下水化学组分的重要过程。模拟结果表明沿地下水流向,地下水离子组分浓度呈递增趋势,岩盐、白云石和石膏发生溶解,方解石沉淀;从中游到下游地下水中阳离子交换作用越来越强烈,且阳离子交换作用强于溶解沉淀作用。     

石河子市浅层地下水化学特征及其成因分析

为研究新疆石河子市地下水化学特征及成因,采用描述性统计和Piper三线图对研究区19个潜水和25个浅层承压水水样的主要离子组分含量及水化学类型进行统计分析,并运用Schoeller图、Gibbs图和离子比值图等方法分析影响研究区地下水化学特征形成的主要因素.结果表明:石河子市浅层地下水为低矿化度的弱碱性水,水化学类型以...     

新疆昌吉州东部平原区地下水水文地球化学演化分析

为探究新疆昌吉州东部平原区地下水水质演化过程,采用数理统计、Piper三线图、Gibbs图和离子比法对昌吉州东部平原区2016年63组地下水水质取样点及54组2012-2015年地下水水质监测数据进行分析。结果表明:昌吉州东部平原区2012年地下水阳离子平均含量总体为Ca^2+> K^++Na^+> Mg^2+,阴离子平均含量总体为HCO3-> SO42-> Cl^-;从2013年开始,SO42-逐渐增大,Ca^2+逐渐减小;到2016年阳离子平均含量总体为Ca^2+>K^++Na^+> Mg^2+,阴离子平均含量总体为HCO^3-> SO4^2-> Cl^-。水化学类型由2012年HCO3-Ca·Mg(Ca·Na、Ca·Na·Mg)型向2016年HCO3·SO4-Ca·Na·Mg(Ca·Mg、Ca·Na)演化,这主要与含水介质的风化作用和蒸发浓缩作用有关,而蒸发浓缩作用更加体现在承压水区的上部潜水中。地下水中Na^+、K^+、Cl^-主要来自岩盐的溶解;Ca^2+、Mg^2+主要来自蒸发岩溶解;SO4^2-主要来自石膏(CaSO4·2H2O)和芒硝(Na2SO4·10H2O)的溶解。Cl^-、SO^2-4除来自岩盐的溶解外,还受到人类活动的影响。     

浑善达克沙地东部地区天然水体的水化学组成及其控制因素

浑善达克沙地东部地区位于内蒙古高原,其天然水体为淡水。利用原始型Durov三线图对其天然水体进行水化学分类,结果表明,地表水水化学类型属于碳酸氢盐组,而地下水属于碳酸氢盐组、混合组和硫酸盐组多种类型。天然水体样品在Gibbs图中的分布表明,岩性控制是形成该地区天然水体水化学组成的主要因素,这种情况不同于我国西部和中部沙漠由于蒸发强烈而受控于蒸发-结晶作用的天然水体。天然水体的离子比例关系表明,地下水中蒸发盐岩和硅酸盐岩的风化程度较高,而碳酸盐岩风化程度低,这可能是由于地下水的水-岩作用时间长、二氧化碳供给不充分引起的;相反,由于水-岩作用时间短、二氧化碳供给充分,地表水中蒸发盐岩和硅酸盐岩的风化程度较低,而碳酸盐岩风化程度高。     

民勤绿洲地下水环境动态研究

根据民勤绿洲1999～2008年51眼地下水位观测井资料和2010年采集的30个地下水水样资料,利用传统统计学和地统计学分析方法对该地区新时期地下水位时空变化动态和地下水化学特性进行了研究。结果表明:民勤绿洲地下水位近10年来总体呈逐年下降的趋势,年均降幅达0.52m;在引黄民调工程、石羊河流域分水方案等政策措施的影响下,2005、2007和2008年地下水位降幅均呈现减小趋势,并在2007年首次出现0.01m的回升;坝区和泉山区地下水位年均降幅较湖区分别高0.23m和0.52m,下降速度明显快于湖区;整个绿洲区地下水平均矿化度为3.34g/L,沿地下水流动方向,地下水化学类型变化较大,由坝区和泉山区南部的SO42--HCO-3-Na+或SO42--HCO-3-Ca2+型淡水-微咸水逐渐变为湖区的SO2-4-C1--Na+-Mg2+咸水-苦咸水。     

自然与人为控制下河流水化学组成演变过程

控制河流水化学组成的因素包括岩石类型、气候变化以及土地利用方式,河流溶解性物质主要来源于岩石溶解、大气干湿沉降以及人为输入。选取黄河小浪底水库以下干流及支流河水为主要研究对象,讨论自然过程和人为活动影响下的河流水化学演变过程。结果表明:(1)水-岩作用是控制河水化学组成重要因素,沁河流经碳酸盐岩地层,水化学类型为HCO3-Ca-Mg型。黄河河水水化学类型为HCO3-Cl-Na-K型,主要受上游碎屑岩、变质岩以及黄土溶解影响。伊洛河河水水化学类型为HCO3-Ca-Mg,与下游碳酸盐岩地层出露有关;(2)化学肥料、生活污水以及人畜粪肥等对沁河以及伊洛河河水均有影响,黄河河水受人为活动影响不大;(3)硫酸分别参与沁河和伊洛河流域碳酸盐岩溶解反应,硫酸可能分别来自于含煤地层硫化物氧化以及金属矿床硫化物氧化。研究区黄河河水受上游溶解盐蒸发浓缩影响较大,硫酸参与碳酸盐岩溶解反应不明显。     

塔里木盆地南缘于田绿洲地下水化学特征

根据于田绿洲地下水水质分析的结果,运用回归分析方法分析地下水化学特征,得出如下结论:依据布罗德斯基分类法,提出了研究区共存在Cl·HCO3-Na·Mg、HCO3·Cl-Na·Mg、Cl·HCO3-Mg·Na等共8种化学类型的地下水;HCO3-和Cl-与可溶性总盐的相关关系显著,且回归方程拟合效果均理想,而CO32-和SO42-与可溶性总盐的相关关系均不明显;(Na++K+)和Mg2+与可溶性总盐的相关关系显著,且回归方程拟合效果理想,而Ca2+与可溶性总盐的相关关系不明显。     

额济纳旗浅层地下水环境研究

通过 2 0 0 3年 4- 5月在黑河下游额济纳分两条路线 (a -a’和b -b’)采集水样 ,分析了额济纳现状水资源特征。远离河道区域水化学类型有HCO3·SO4-Na、Cl·SO4-Na·Ca、HCO3·Cl-Na·Ca和SO4·Cl-Na ;在河道附近或河道地区水化学类型主要是SO4·HCO3-Na ,类型单一 ;研究区矿化度和各离子含量随距离补给源的远近增减而升降 ,表明它们主要依赖于上游补给水量 ;同时 ,额济纳地处干旱区 ,降雨稀少 ,该区植被的生长发育主要依靠浅层地下水 ,地下水环境的改变直接导致了区域生态的变化。     

沙漠腹地达理雅博依绿洲浅层地下水水化学特征分析

为了评价塔克拉玛干沙漠腹地达理雅博依绿洲地下水水化学特征与演化规律及对当地生态环境的影响。在研究区的生态井位观测点采集了19组地下水样品进行检测。综合运用数理统计、相关性分析、Piper三线图、Gibbs模型、Schoeller图和离子比等方法,分析地下水水化学特征和克里雅河尾闾绿洲的水化学演化规律。研究表明:研究区地下水阳离子以Na⁺、Mg⁺离子为主,阴离子以Cl^-、SO₄^2-,为主,Mg⁺、Cl^-、SO₄^2-表现为强变异性,K⁺、Ca⁺、Na⁺、HCO-3表现为中等变异;TDS介于1000mg/L-18620mg/L范围内,平均值为4366.408mg/L,矿化度较高;水化学类型以Cl^--Na⁺为主;地下水样品主要分布于Gibbs图的右上部分,表明研究区地下水主要受蒸发浓缩作用控制,岩石风化和大气降水影响较小;主要离子比表明碳酸盐、蒸发岩和硅酸盐是离子的主要来源,且处于沙漠腹地的独特地理因素,地下水中的离子交换作用较弱。