贛江上游與紅楓湖流域水化學(xué)特征及溶解碳的研究.pdf

1、河流在元素地球化學(xué)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(xué)特征反映了地表風(fēng)化侵蝕作用的同時(shí)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(guó)內(nèi)外對(duì)小流域盆地河流的水文地球化學(xué)研究相對(duì)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?yàn)檠芯繉?duì)象，利用河水主要化學(xué)組成去追溯流域的主要化學(xué)風(fēng)化過程，探討不同巖性、大氣降水、人類活動(dòng)等因素對(duì)河水中溶解質(zhì)的相對(duì)貢獻(xiàn)率；利用碳同位素技術(shù)定量計(jì)算溶解無(wú)機(jī)碳的主

2、要來(lái)源；并根據(jù)溶解有機(jī)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(diǎn)認(rèn)識(shí)： 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(xué)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(zhǎng)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(shí)，兩處地下水的pH值較地表水較低，電導(dǎo)率則相對(duì)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(fēng)化類型”的過渡類型，紅楓湖流域?qū)儆凇皫r石風(fēng)化類型”，前者大氣降水對(duì)河水溶解質(zhì)的貢獻(xiàn)率為11-31﹪，高于世界平均值；黔中地區(qū)人為活動(dòng)和酸沉降的影響顯著，大氣降水對(duì)河水溶解質(zhì)的貢獻(xiàn)率為14.18﹪，與贛江上游大氣降水的貢獻(xiàn)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(dòng)的影響，黔中地區(qū)較嚴(yán)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(yīng)化學(xué)組成，前者主要風(fēng)化反應(yīng)以蒸發(fā)鹽巖和硅酸鹽巖的風(fēng)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(fēng)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(jì)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(fēng)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(jì)算得