蒙古国中北部地表水离子化学特征及其主要成因

资料匮乏区地表水化学特征调查是区域环境研究的基础,也是识别气候变化、地质构造等环境因素与径流过程相互作用的有效途径。基于2013年和2014年实测的离子化学数据,利用Gibbs相关分析及离子关系对比等经典地质化学分析方法,对蒙古中北部主要湖泊和河流离子化学特征及其主要控制因素进行分析。结果表明:该地区地表水体呈弱碱至碱性,河水中TDS平均值约为114.0 mg/L,并具有明显的空间差异。Ca~(2+)和HCO_3~-普遍为该区地表水体中的优势离子;地表水体中离子主要来源于岩石风化过程,且以碳酸盐和硫酸盐矿物的风化作用最为强烈。该区目前地表水体水质呈良好状态,但硝酸盐呈一定的积累态势,因此人类活动对该区域水质的影响需要引起高度重视。     

黑河流域水体化学特征及其演变规律

通过对干旱地区内陆河流域黑河的降水、地表水、地下水样的水体进行化学分析, 得出以下初步的结论: 大气降水的共同特征是矿化度低, 但离子含量和化学组成在流域上、中、下游不近相同; 地表水体化学特征分异规律为高山冰雪寒冷带、高山草甸带、山地森林灌丛带、山地草原带、荒漠草原带; 地下水体化学特征分异规律为山区裂隙水及山前砾石带重碳酸盐带, 山前冲、洪积、湖积平原硫酸盐带, 荒漠区及积盐洼地氯化物带。     

城市水环境健康风险评价

传统的水质化学监测等级评价体系能够客观反映水体的污染物水平,但无法直接反映水体污染物对人体健康的潜在危害.利用美国环境保护署(U.S.EPA)提出的水质健康风险评价模型,评价某市2001-2005年5个水质监测站周围水体中所含污染物对人体健康潜在危害的时空差异和源特征.结果表明,该市水体中所含污染物对人体健康潜在危害较大,72%的水质监测样本对人体健康潜在危害超过了国际辐射委员会(ICRP)推荐的最大可接受限值5.O×lO-5a-1.;水体污染主要发生在2001年、2003年和2005年,且主要集中在1#和2#水质监测站周围地区;化学致癌物是该市水体中危害人体健康的主要风险来源,各污染物对人体健康危害的风险度排序为:As>Cr+6>Cd;水体中非致癌污染物风险度排序为:F>Pb>Cu>NH3-N>Hg>CN-1>酚,在研究期内未对暴露人群构成明显的健康危害.水环境健康风险评价模型较传统的水质等级评价体系能够更直观地表征水体中各污染物对人体健康的潜在危害,有利于明确水体污染物治理的优先顺序,为水环境管理提供科学依据.     

汉石桥湿地南部核心区富营养化成因及防治对策

为查明汉石桥湿地南部核心区的富营养化现状和成因,于2019年3—9月对该区域水体的温度、pH值、溶解氧、透明度、光照强度、化学需氧量、高锰酸盐指数、总氮、总磷、叶绿素a等指标进行定期检测分析。采用综合营养状态指数法评价南部核心区富营养化程度,采用Pearson相关性分析叶绿素a与各项水质指标之间的关系,采用主成分分析法研究水体富营养化的驱动因子。结果表明:南部核心区处于轻度-中度富营养状态;叶绿素a与透明度、pH值、溶解氧呈显著负相关,与光照强度、水温、化学需氧量、总氮等呈显著正相关,总氮是藻类生长的限制因子;水体富营养化的主要驱动因子为光照强度、水温、叶绿素a,其次为总氮与总磷。提出再生水利用、水动力条件改善、水生生物调控等防治对策,为汉石桥湿地的水生态保护和修复工作提供科学依据。     

梅州山地化学风化过程及其碳汇效应

根据梅州山地丘陵区地表径流的化学组成,应用物质平衡法和扣除法进行化学风化过程中CO_2吸收通量的估算。结果表明:在硅酸盐岩分布面积为84%的湿热梅州山地丘陵区,河水总溶解性物质含量均值为41.58 mg/L,远低于世界河流平均值。河水离子组成以Ca~(2+)、HCO_3~-以及溶解性硅(DSi)为主。岩石化学风化过程和大气降水作用对流域水化学特征的影响最为显著,其中硅酸盐岩的风化作用对水体离子的贡献率为81.46%~86.03%;大气降水对水体离子的贡献率为10.86%;碳酸盐矿物化学风化作用的贡献仅为5%左右。岩石化学风化过程对大气CO_2的吸收通量为(3.46~5.26)×10~5mol/(km~2·a),高于全球平均值2.46×10~5mol/(km~2·a),说明北半球亚热带季风山区的表生地质作用构成全球碳汇的一个重要组成部分。     

三峡库区梁滩河流域水化学与硝酸盐污染

运用水化学和水质分析技术,测定了三峡库区梁滩河流域地表水体和地下水体中的水化学组成和硝酸盐氮含量,揭示了梁滩河流域地表水和地下水水体的水化学组成和硝酸盐污染的空间分布规律、来源及循环过程。结果表明:梁滩河流域地表水的硝酸盐污染表现为沿着地表径流从上游到下游呈现出加重的趋势,这种污染趋势与养殖业、生活和工农业废污水的沿程直接排放有着直接关系;而地下水硝酸盐污染呈现出流域上游和下游较轻、而中游东侧支流区域较重的空间分布特征,这种空间分布特征与地表水体中氨氮和有机氮的含量、地表水与地下水之间的补给排泄关系、厚层土壤包气带的存在以及土地利用状况等因素有着密切的关系。     

毛乌素沙地中部地表水体1999-2015时空动态变化特征及驱动分析

地表水体对于毛乌素沙地的经济发展和生态保护具有重要作用。利用1999、2006、2013、2015 年Landsat TM/ETM+遥感影像,获取了毛乌素沙地中部近16 a 来地表水体面积的时空变化特征。结果表明：水体面积以2006年为界呈先萎缩后回升的变化特征,1999-2006年地表水体总面积从368.52 km²缩减到了242.81 km²,缩减了129.53 km²（34.1%）。2013 年和2015 年水体面积回升,但2015年仍比1999年减少18.6%。研究区地表水体的变化在北部主要受煤炭开采大幅增加（2 252.2%）的影响,而南部主要受灌溉面积增加（92.4%）和畜牧量大幅增加（24 614.7%）的影响。以伊旗查干淖尔为代表的天然水体尽管受采矿用水增加等的影响,但在严格的水资源保护制度下面积变化不大,而以伊和日淖尔为代表的天然水体面积缩减显著,表明地表水体需要积极调控和适应才能维持稳定。     

毛乌素沙地中部地表水体1999-2015时空动态变化特征及驱动分析北大核心CSCD

地表水体对于毛乌素沙地的经济发展和生态保护具有重要作用。利用1999、2006、2013、2015年Landsat TM/ETM+遥感影像,获取了毛乌素沙地中部近16 a来地表水体面积的时空变化特征。结果表明:水体面积以2006年为界呈先萎缩后回升的变化特征,1999-2006年地表水体总面积从368.52 km^2缩减到了242.81 km^2,缩减了129.53 km^2(34.1%)。2013年和2015年水体面积回升,但2015年仍比1999年减少18.6%。研究区地表水体的变化在北部主要受煤炭开采大幅增加(2 252.2%)的影响,而南部主要受灌溉面积增加(92.4%)和畜牧量大幅增加(24 614.7%)的影响。以伊旗查干淖尔为代表的天然水体尽管受采矿用水增加等的影响,但在严格的水资源保护制度下面积变化不大,而以伊和日淖尔为代表的天然水体面积缩减显著,表明地表水体需要积极调控和适应才能维持稳定。     

山西浅层地下水水化学特性时空变化特征分析

水体主要元素的时空分布特征可反映水体物理、化学及生物过程,评估水体中的主要离子的浓度及时空变化特征是认识区域水体物质循环及水系统中元素分布的重要依据。通过对2015-2016年山西省不同季节的95个浅层地下水采样数据的检测与比较,综合运用描述性统计、空间插值分析图、Gibbs图和Piper三线图分析等方法,分析研究山西省浅层地下水水化学特征及其影响因素。结果表明：研究区地下水整体属于淡水,水质较好,地下水矿化度呈现显著的空间差异,其中中部、西南部矿化度较高且季节变化显著;东南部及西北部矿化度较低且季节变化不明显。地下水阴离子中HCO₃^-占主要优势,阳离子中Na⁺、Ca²⁺占主要优势,丰水期与枯水期相比,地下水主要离子中Na⁺和Cl^-增加明显,可能受地形和季节性降水的影响。水化学类型复杂多样,主要水化学类型有HCO₃^--Ca²⁺型、HCO₃^--SO^2-₄-Na⁺型、HCO₃^--SO^2-₄-Ca²⁺-Na⁺型和HCO₃^--Cl^--Na⁺型。水体离子的组分变化主要受岩石风化的影响,其中盆地地区受到一定的人为影响和蒸发浓缩影响。不同季节地下水中的离子相对含量变化显著,丰水期与枯水期相比,浅层地下水中的Na⁺和Cl^-增加明显,可能受到不同程度的土壤淋溶作用影响,研究的结果将有助于区域水资源的合理优化配置以及补充区域水化学研究数据的不足。     

基于Landsat 8影像的水体指数与地表水化学特征关系——以艾比湖流域为例

湖泊对于干旱区生态与环境变化有着重要的影响,其水化学特征变化对干旱区绿洲生态环境的变化和水环境变化有着直接的作用和重大影响。以艾比湖流域典型区域为研究对象,对2014年5月野外实地采集的地表水样进行理化特征测试,测出水化学特征各种离子的含量,然后在同一时期遥感影像上提取该区域6种水体指数。利用SPSS软件对水体指数和水化学特征值进行相关性分析。结果表明:水体指数AWEI、EWI、NWI和RNDWI与水化学特征离子的相关性较小(0.2R0.34),NDWI和MNDWI除了与水体pH值的相关性较小(R=0.276)外,与其他水化学特征的相关性均较大(0.569R0.827)。对水体指数NDWI和MNDWI与水化学特征值的关系进行分析研究,并构建它们之间的关系模型。     

上海世博园后滩湿地生态系统构建与水质调控效应研究

上海世博园后滩是中国2010年上海世界博览会生态环境重点建设区域.后滩湿地生态系统构建历时6个月,对后滩湿地水质特征进行了3a多的研究,针对后滩水生态系统构建和后续维护两个阶段,测试分析了后滩水体溶解氧(DO)含量、化学需氧量(CODMm)、氨氮(NH3-N)含量、总氮(TN)含量和总磷(TP)含量等主要水质参数的单因子水质标识指数(Pi)和综合水质标识指数(Lwq),并对水体氮形态进行了对比分析.结果显示,通过后滩湿地的生态净化作用,水质由V～Ⅳ类提高为Ⅲ～Ⅱ类;后滩湿地主要污染指标为TN,TN含量随NO3-N含量变化而变化;两阶段的Iwq差异显著(p＜0.05),目标水质所占比例随时间延续逐渐升高,湿地生态系统由适应性向稳定性过渡.该湿地生态系统构建方法与水质调控工艺对水质净化效果明显,具有良好的应用前景.     

洪河国家级自然保护区补水水质的评价研究

简要介绍了洪河国家级自然保护区补水方案的工艺流程,农田地表径流是该方案的补水水源。分别采集洪河国家级自然保护区核心区和浓鸭截洪总干(补水水源点)同一地点地表水样并进行了分析测试,核心区水质监测数据结果表明:①该保护区核心区水域不存在工业废水特征污染物;②水质与水位和水流关系密切;③水质与湿地植被所处的生长季节有关;④水体中COD和BOD5值分别在37.73～63.08mg/L和15.2～28.70mg/L,不属于外源人为污染引起,应是沼泽水体的背景值的真实反映;⑤沼泽水体的TN和TP较高,可能与湿地生物地球化学元素循环的内在规律有关,不是农田地表径流污染进入引起的。浓鸭截洪总干处水质监测数据显示:①水质表征出明显的农田径流特性;②水质总体上较好,这可能与浓鸭截洪总干对农田地表径流有较好的净化能力有关。通过比较分析洪河保护区核心区水质和浓鸭截洪总干水质表明:补水水源水质整体上好于该保护区核心区水质。基于保护区核心区水质特征来确定补水水源水质在工程设计上具有一定的指导意义和实践价值。基于当前的监测数据,初步认为现有补水水质符合洪河保护区水质要求。建议今后在洪河国家级自然保护区和浓鸭截洪总干开展有关农药残留动态实验,并结合水域生物多样性调查,为流域农业产业结构和农药的安全使用提出政策性建议。研究认为在三江平原通过生态水利工程蓄积农田地表径流,并采用湿地生态氧化塘处理系统净化水质,可以作为退化湿地的补水水源。     

1990～2003年洪湖水体环境质量演变分析

以详细的水质监测资料为基础,采用标准指数法并结合实地调查,分析了1990~2003年洪湖水质的变化状况。结果表明,14 a间,洪湖水质类别以Ⅲ类和Ⅳ类为主。水质恶化的驱动因子是氮、磷及其它有机污染物。1991年到1994年期间,水体中氨氮(NH4 -N)占溶解无机氮(D IN)的比例逐年增高;1995~2003年,以氨氮和硝酸盐(NO3--N)同时作为水体中溶解无机氮的主要存在形式,与1990~1994年的水质状况相比,亚硝酸盐(NO2--N)所占的比例呈增加之势。氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐的年际变化表明,洪湖水体自净能力在逐渐降低。以总磷(TP)、总氮(TN)和溶解无机氮(D IN)作为评价指标,洪湖水体已属中富营养型湖泊。洪湖水质演变与该区域人类活动(围湖造田、围网养殖等)以及江湖连通的变化对水环境的作用相耦合。     

2000-2010年西伯利亚地表覆盖变化特征——基于GlobeLand30的分析

西伯利亚是全球环境变化的重要敏感性区域,但以往缺乏该区域中高分辨率地表覆盖数据,对其地表覆盖的整体分布与变化缺乏深入的认识。本文利用中国新近研制的2000、2010年两期30 m分辨率地表覆盖数据产品GlobeLand30,对2000-2010年西伯利亚地表覆盖的空间分布格局、变化幅度、区域差异及主要地类的变化原因进行了综合分析。研究发现：①西伯利亚地表覆盖的空间分布现状具有明显的地带性特征。②10年间,西伯利亚地区地表覆盖整体变化幅度较大,其中林地及草地呈显著缩减、湿地呈较大幅度增加、耕地呈微弱减少、人造地表呈增加态势。③10年间,西伯利亚地表覆盖变化具有显著的区域差异性。变化最显著的为西西伯利亚地区,其中以湿地增加最明显,主要分布于鄂毕河—叶尼塞河流域,林地、草地及耕地减少集中于西伯利亚西南部。④人类活动和气候变暖是引发西伯利亚地表覆盖变化的主要原因。大规模林地砍伐导致林地减少;冰冻层消融,林地、草地和水体向湿地的转化是湿地增加的主要原因;耕地的人为废弃和撂荒导致耕地面积有所减少。     

东南极拉斯曼丘陵斯托尼斯半岛地区化学元素分布特征

通过样品测定，运用统计方法分析了东南极拉斯曼丘陵斯托尼斯半岛岩石、土壤与风化壳、大气降水、湖泊等环境要素的化学元素丰度和特征。该区风化过程和成土过程微弱，地表环境化学元素分布具有较强的区域性特征。初步分析该地区环境中元素迁移转化规律以及低温环境条件下自然地理过程的特征。     

巴丹吉林沙漠沙山区径流与地下水补给条件

在全球高差最大的巴丹吉林沙漠沙山斜坡上发现了沙漠区罕见的因大气降水而产生的地表超渗径流,地表径流侵蚀,缓渗径流及因地下径流出露而产生的地表径流--风沙混合物理沉积与化学沉积(次生盐).根据电镜观察,能谱分析,化学分析和粒度分析等资料,研究了径流化学沉积物的矿物和化学组成,风积沙和径流--风沙混合物理沉积物的粒度组成,径流类型及沙山区水分平衡,降水对地下水与湖水的补给机制.超渗径流的出现表明,虽然该区降水量少,但存在能够为地下水提供补给来源的较强有效降雨过程.径流,径流--风沙混合物理沉积和化学沉积等六项科学指标从深层次上充分证明,该区降水通过入渗至少达到了沙山的下部,完全能够对地下水构成有效补给.细粒层相对的隔水性是该区地下径流出露于地表的原因.沙山区确实存在令人惊奇的水分正平衡,即在大气降水在经过蒸发和蒸腾等消耗之后,每年还有约134648.4 t/km²水补给了地下水和湖水,成为湖水的重要补给来源之一.沙山区能够产生有效降水,植被稀少蒸腾量少,沙层入渗率高和沙层受蒸发影响深度很小是该区水分出现正平衡和大气降水能够补给地下水的四个条件,也是导致该沙漠区有众多湖泊发育的主要条件.     

天山哈密榆树沟流域春洪期水化学特征及其控制因素研究

2013年4月26日-5月2日,逐日采集哈密榆树沟流域下游榆树沟水文站点的河水样。综合运用描述性统计、相关性分析、Gibbs图、阴阳离子三角图示法,对主要的化学离子、pH值、电导率EC、总可溶性固体TDS进行了分析。结果表明:榆树沟流域春洪期径流水体呈弱碱性;HCO3-、Ca2+是阴、阳离子中最主要的离子,Ca2+质量浓度占阳离子总数的74.31%,HCO3-质量浓度占阴离子总数的82.07%;水化学类型为HCO3--Ca2+;径流中主要离子组成、TDS、EC、pH值受即时径流量的调节作用不大,岩石的风化作用是水化学主要离子来源的主要控制因素,其中主要来源于石灰岩等碳酸盐岩的风化。     

新疆喀什河流域水化学时空变化特征及灌溉适应性评价

喀什河是伊犁河的三大支流之一,了解流域水质状况对于伊犁地区生态保护具有重要意义。通过分析喀什河流域水化学组成及其成因,并以此为基础对河流进行灌溉适宜性评价。通过2018年7月—2021年7月期间采集喀什河河水水样289组、泉水水样5组、井水水样30组,应用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、离子比例关系等方法,探讨了喀什河流域水化学的时空变化特征和控制因素,并采用USSL图、Wilcox图对河水进行灌溉适宜性评价。结果表明：（1）喀什河流域各水体均呈现弱碱性,井水和泉水的溶解性总固体及电导率（EC）略大于河水,各水体水化学类型均为Ca2+-HCO3-型。（2）岩石风化是流域内各水体离子来源的主要控制因素,且各水体离子来源主要受碳酸盐岩风化作用的影响。（3）河水离子质量浓度短时间序列平缓变化表明,2018—2021年干流离子浓度因冰雪融水和降水的稀释作用强弱而变化,4—7月较低,8月—次年3月较高;空间变化上离子质量浓度随海拔的增加而降低。（4）河水的水质为优秀,可直接用作灌溉用水,但2021年的EC略有上升的趋势。研究结果可为喀什河谷水资源可持续利用、科学开发治理提供依据。     

2000-2010年西伯利亚地表覆盖变化特征——基于GlobeLand30的分析

西伯利亚是全球环境变化的重要敏感性区域,但以往缺乏该区域中高分辨率地表覆盖数据,对其地表覆盖的整体分布与变化缺乏深入的认识。本文利用中国新近研制的2000、2010年两期30 m分辨率地表覆盖数据产品Globe Land30,对2000-2010年西伯利亚地表覆盖的空间分布格局、变化幅度、区域差异及主要地类的变化原因进行了综合分析。研究发现:1西伯利亚地表覆盖的空间分布现状具有明显的地带性特征。210年间,西伯利亚地区地表覆盖整体变化幅度较大,其中林地及草地呈显著缩减、湿地呈较大幅度增加、耕地呈微弱减少、人造地表呈增加态势。310年间,西伯利亚地表覆盖变化具有显著的区域差异性。变化最显著的为西西伯利亚地区,其中以湿地增加最明显,主要分布于鄂毕河—叶尼塞河流域,林地、草地及耕地减少集中于西伯利亚西南部。4人类活动和气候变暖是引发西伯利亚地表覆盖变化的主要原因。大规模林地砍伐导致林地减少;冰冻层消融,林地、草地和水体向湿地的转化是湿地增加的主要原因;耕地的人为废弃和撂荒导致耕地面积有所减少。     

伊犁喀什河流域丰水期氢氧稳定同位素及水化学特征

气温升高加速高山冰雪消融,造成伊犁喀什河的水文循环及水量平衡发生变化。关于该流域水汽来源、水体补给等问题的研究大都基于年际变化分析、氢氧稳定同位素的季节性对比,缺少针对丰水期、枯水期的特征分析,不利于系统探究丰水期及枯水期水体水化学控制因素或水体补给情况的个别差异。本文利用2018—2021年丰水期在新疆伊犁喀什河流域采集的不同水体水样,运用不同水体氢氧稳定同位素方程线比对及离子比值法,综合Piper三线图、Gibbs图等分析区域水体水化学、氢氧稳定同位素特征,探讨水体补给问题。结果表明：(1)研究区水体均呈弱碱性。地表水水化学类型为HCO₃-Ca型,地下水受石膏溶解影响,SO₄^2-含量增加,水化学类型为HCO₃-SO₄-Na-Ca型;(2)岩石风化作用是研究区地表水与地下水水化学性质的主要控制因素。地表水受到降水的轻微影响但不显著、井水受蒸发-浓缩作用影响;地表水离子主要来源是硅酸盐矿物或石膏,地下水离子主要来源为碳酸盐、石膏或硅酸盐矿物;(3)综合地表水与地下水水化学及不同...