贛江上游與紅楓湖流域水化學特征及溶解碳的研究.pdf

1、河流在元素地球化學循環(huán)中起著重要作用，是全球水循環(huán)的重要組成部分。其水文、地球化學特征反映了地表風化侵蝕作用的同時還反映了流域的地質(zhì)、地理、氣候和生態(tài)環(huán)境等狀況。目前國內(nèi)外對小流域盆地河流的水文地球化學研究相對較少，因此我們選取贛江上游和紅楓湖兩處典型亞熱帶氣候條件下的流域為研究對象，利用河水主要化學組成去追溯流域的主要化學風化過程，探討不同巖性、大氣降水、人類活動等因素對河水中溶解質(zhì)的相對貢獻率；利用碳同位素技術(shù)定量計算溶解無機碳的主

2、要來源；并根據(jù)溶解有機碳的含量確定其侵蝕通量。 通過深入系統(tǒng)的研究獲得如下幾點認識： 1.贛江上游河水主離子組成以Na<'+>、Ca<'2+>、C1<'->和HCO<,3><'->為主，受硅酸鹽巖溶解的影響Si的含量明顯較高。黔中紅楓湖河水的地球化學特征主要受控于碳酸鹽巖的溶解，以高Ca<'2+>、Mg<'2+>、HCO<,3>。、SO<,4><'2->和高堿度區(qū)別于同氣候條件下的贛南地區(qū)。兩者與世界和長江水系平均溶質(zhì)容

3、度相比，前者較低，后者較高。與此同時，兩處地下水的pH值較地表水較低，電導率則相對較高。 2．根據(jù)Gibbs圖解分析，贛江上游流域?qū)儆凇敖邓刂祁愋汀焙汀皫r石風化類型”的過渡類型，紅楓湖流域?qū)儆凇皫r石風化類型”，前者大氣降水對河水溶解質(zhì)的貢獻率為11-31﹪，高于世界平均值；黔中地區(qū)人為活動和酸沉降的影響顯著，大氣降水對河水溶解質(zhì)的貢獻率為14.18﹪，與贛江上游大氣降水的貢獻率相近，但前者為海洋組分，后者主要為陸地組分。另外，

4、兩處河水均受到人類活動的影響，黔中地區(qū)較嚴重。 3.根據(jù)主離子之間的關(guān)系圖和主成分分析(PCA)得出，贛南和黔中地區(qū)的小流域分別代表了典型硅酸鹽地區(qū)和碳酸鹽地區(qū)河流的相應化學組成，前者主要風化反應以蒸發(fā)鹽巖和硅酸鹽巖的風化溶解為主，碳酸巖礦物的溶解次之，后者以典型的碳酸鹽巖風化為主，其次為鹽巖、石膏、硅酸鹽等。 4.研究區(qū)河水的DOC濃度低于其它流域，且地下水低于地表水。根據(jù)流域的集水面積、年徑流量以及：DOC濃度計算得

5、出，贛江上游DOC的侵蝕通量為1.43×10<'6>gC·km<'-2>·yr<'-1>；黔中紅楓湖流域DOC的侵蝕通量為2.78×10<'6>gC·km<'-2>·yr<'-1>。前者低于全球外流域平均值，后者較高；兩者DOC侵蝕通量均低于季風區(qū)其它流域。 5.贛江上游河水DIC的δ<'13>C值平均為-11.65‰，紅楓湖流域河水平均為-8.72‰，地下水偏低。根據(jù)HCO<,3><'->的含量以及流域集水面積和徑流量，計算得