鄱阳湖流域岩石化学风化特征及CO2消耗量估算

岩石风化过程中所产生的碳汇是全球碳循环的重要组成部分,该领域受到研究全球变化科学家们的普遍关注。文中通过对鄱阳湖流域河水系统的样品采集和化学成分分析,研究了河水化学成分来源及流域岩石风化所产生的碳汇效应。以大气降水、蒸发岩、硅酸岩和碳酸盐岩为4个端员,计算出它们对河水中溶解质的贡献率分别为10．4％、21．9％、30．...     

祁连山中段排露沟流域水化学特征及成因

2012年11月-2013年10月,在祁连山中段排露沟流域持续采集1 a的大气降水和出口断面径流样品,对主要可溶离子、pH、电导率EC和总溶解固体TDS进行了分析。结果表明：流域径流与大气降水相比,各项对应离子浓度显著增加,径流TDS均值（255.50 mg·L^-1）远大于降水（46.77 mg·L^-1）。径流离子类型为Ca²⁺-Mg²⁺-HCO₃^-,呈弱碱性。大气降水离子类型为Ca²⁺-HCO₃^-,接近中性。所有径流样品都落在Gibbs分布图的左中端,表明径流离子组成主要受流域岩石风化作用控制。根据Piper图和主要离子的摩尔比值,综合分析得出控制径流离子过程主要是流域碳酸盐岩风化,其次伴随部分硫酸盐和硅酸盐岩石风化。并通过海盐校正分析方法,得出大气降水对出口断面径流主要离子贡献率仅为4.58%。     

桂江流域河流水化学特征及影响因素

2012年4月9-16日在桂江流域采集河流水样15个进行分析测试。研究结果表明:(1)桂江河水样品pH值介于6.36~8.46,平均值为7.58;EC范围为18~316μs/cm,平均值为175μs/cm;流域河水SIc平均值为-0.7,其变化受流域碳酸盐岩的分布控制。(2)桂江的水为HCO3-Ca型水,HCO3-和Ca2+平均分别占阴、阳离子的76%和77%,主要来自岩石风化。(3)中游部分河水NO3-和SO42-较高,可能是受工农业等人类活动的影响引起,此外硫酸参与了碳酸盐矿物的溶解。(4)Ca2+、Mg2+和HCO3-总体呈现中游高,上游和下游较低;SO42-和NO3-仅在中游部分受到人类活动影响较多的支流偏高,上下游相对较低且相差不大;Cl-、Na+和K+则呈现出中下游较高,上游较低的特征。      

南、北盘江流域枯水期水化学特征及离子来源分析

为进一步了解珠江上游南、北盘江流域水化学现状,对其枯水期36个河水样品进行水化学特征分析,结果表明:枯水期河水pH值在7.85~8.75之间,呈弱碱性,TDS均值为358 mg·L-1。河水中阴离子组成以HCO3-、SO42-为主,当量浓度占比均值达到65%与26%,阳离子中Ca2+和Mg2+是绝对的优势离子,当量浓度占比均值分别为65%和24%。与丰水期相关研究对比分析发现Ca2+、Mg2+、Na+、SO42-、HCO3-、Cl-的枯水期浓度普遍高于丰水期,K+、NO3-丰、枯水期浓度变化不大。Piper图、岩性端元分析以及离子浓度比值分析表明,研究区水化学主要受碳酸和硫酸共同参与下的碳酸盐岩风化控制。南、北盘江流域都受到农业施用的钾肥和氮肥的影响,此外,北盘江主要受到煤炭开采以及燃煤工业的影响,南盘江主要受到源头及上游河段化工企业废水和沿途市县的生活废水的影响。与前人数据对比发现,15年间人为活动对流域水化学的影响加剧。      

鄱阳湖流域抚河径流特征及变化趋势分析

抚河是鄱阳湖流域第二大河流,其径流变化研究对揭示鄱阳湖水文情势演变规律和鄱阳湖生态环境保护具有重要的科学意义。本文采用鄱阳湖流域抚河上、中、下游8个主要水文站的实测资料,分析了抚河径流年内分配特征及变化规律;应用Mann-Kendall非参数检验与回归分析等方法,研究了近几十年内抚河年、月径流变化规律及与降雨的关系。结果表明:(1)抚河径流年内分配不均,但不均匀性在流域内空间差异较小;(2)受水利工程调蓄影响,径流年内分配越来越均匀;(3)不同年代年径流特性存在差异,20世纪70年代至90年代初,径流相对稳定,90年代中期到2002年,呈较明显上升趋势,2002年后,表现为下降趋势;(4)月径流变化有增有减,基本规律为枯水期(11月~次年3月)月径流量基本呈上升趋势,洪水期(4~6月)月径流基本呈下降趋势;(5)抚河的年降水量在2002年附近发生突变减少,与年径流量突变时间基本吻合,说明气候变化降雨量减少对近10年鄱阳湖流域抚河入湖径流的减少影响显著。     

天山哈密榆树沟流域夏季洪水期河水水化学特征及其成因

利用2013年7-8月在哈密榆树沟水文站采集的河水样品,对主要的化学离子、p H值、电导率EC、总可溶性固体TDS进行了系统的分析,阐明了研究区离子的来源及成因.分析结果表明:榆树沟流域夏洪期径流水体呈弱碱性;HCO_3~-、Ca~(2+)分别为最主要的阴、阳离子,Ca~(2+)质量浓度占阳离子总数的69.45%,HCO_3~-质量浓度占阴离子总数的84.18%;水化学类型为HCO_3~--Ca~(2+);径流中所含的水化学物质一定程度上受水量的稀释作用控制;通过Gibbs图、阴阳离子三角图示法以及主要离子比值法的综合分析得出,水化学离子主要来源于H_2CO_3风化碳酸盐岩,同时还伴有少量的H_2SO_4风化碳酸盐岩,岩石风化主要以方解石矿物的溶解作用为主.     

鄱阳湖流域年降水时间序列的小波分析

对鄱阳湖流域内的赣州、宜春、南昌和庐山4个气象站近60年的年降水量序列进行小波分析,研究了鄱阳湖流域降水时间序列的周期性变化规律。结果表明,鄱阳湖流域年降水量存在两个明显的周期变化,分别为30～35a和12～15a,2011年正处在30～35a周期转化的节点上,未来30a鄱阳湖流域可能将进入降水偏少的周期;而12～15a周期尺度在2000年以前比较明显,2000年以后12～15a周期特征趋于消失。通过对ENSO指数的变化周期尺度的研究,发现厄尔尼诺现象的出现周期与鄱阳湖流域年降水量周期十分相似,两者具有很高的相关性。     

气候变化和人类活动对鄱阳湖流域径流变化的影响研究

20个世纪60年代以来,鄱阳湖流域径流呈现出增加趋势,特别是1990年代流域径流增加显著,与该时期多次出现洪水灾害事件密切相关.运用Mann-Kendall检验法对1961—2000年流域径流序列进行突变分析,结果显示1992年附近是流域径流突变发生的拐点.基于径流对降雨和潜在蒸散发的敏感关系,以1961—1991年为基准期,定量分析了1992—2000年流域气候变化和人类活动对天然径流的影响分量.结果表明:相对于1961—1991年,1992—2000年多年平均径流量增加211.7mm,其中气候变化引起的增量为282.2mm,人类活动引起径流减小70.6mm,分别占多年平均径流变化量的133%和-33%.不同子流域间,气候变化和人类活动对径流的影响分量相差较大.气候变化因子中,流域降水量的增加,特别是夏季暴雨频率的增加,是引起1990年代鄱阳湖流域径流显著增大的主要原因,其次是蒸发量的长期下降.人类活动对鄱阳湖流域径流起着减流的作用,主要是由于流域内工农业的快速发展,大量水利工程设施的存在提高了水资源的利用程度;另一方面,1990年代流域水土流失状况的有效缓解,有助于增加流域的贮水能力,减小径流.     

浐河流域汛期地表水水化学组成特征及其成因

为研究浐河流域汛期地表水水化学特征及离子来源,完善区域水资源管理合理化的建议,共采集浐河流域地表水样10份,结合空间分布图、Piper三角图、Gibbs图、离子相关分析等方法,分析了浐河流域水化学特征、空间差异特征、主要离子来源及控制因素。结果表明：①浐河流域汛期水体整体呈弱碱性,TDS均值低于同流域枯水期均值但高于全球河流均值。②优势阳离子为Ca2+和Na+,优势阴离子为HCO3−,水化学类型以Na-HCO3为主,整体上主要离子含量呈现ES低WN高的趋势。③浐河流域主要受硅酸盐岩风化的控制作用,且存在受蒸发岩溶解影响的情况。同时,本研究也为开采和保护源头水、发展用于工业的中游水,警惕下游水发生污染事件,合理利用水资源,解决西安缺水问题等方面提供参考。     

洮河流域水化学特征及其时空变化研究

以洮河流域河水为研究对象,通过对2018年每隔1月洮河干流及支流博拉河和广通河采样点的河水进行水化学研究,揭示了洮河流域河水的水化学组成,探讨了其水化学性质时空变化。结果表明：洮河流域水质偏碱性,干流上游pH值小于下游,并在枯水期都比丰水期为大;矿化度呈枯水期比丰水期小,河水属于中等矿化度水和适度硬水;总硬度、电导率呈枯水期比丰水期大;HCO₃^-、Ca²⁺、Na⁺、Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-含量呈枯水期比丰水期大;干流上游HCO₃^-、Ca²⁺、CO₃^2-含量大于下游,干流上游Mg²⁺、K⁺、Na⁺、Cl^-、SO₄^2-、MnO₄<...     

Major ion chemistry of the Ganga source waters: Weathering in the high altitude Himalaya

A systematic study of the major ion chemistry of the Ganga source waters—the Bhagirathi, Alaknanda and their tributaries—has been carried out to assess the chemical weathering processes in the high altitude Himalaya. Among major ions, Ca, Mg, HCO₃ and SO₄ are the most abundant in these river waters. These results suggest that weathering of carbonate rocks by carbonic and sulphuric acids dominates in these drainage basins. On an average, silicate weathering can contribute up to ∼ 30% of the total cations. The concentration of total dissolved salts in the Bhagirathi and the Alaknanda is 104 and 115mg/l, respectively. The chemical denudation rate in the drainage basins of the Bhagirathi and the Alaknanda is, respectively, 110 and 137 tons/km²/yr, significantly higher than that derived for the entire Ganga basin, indicating intense chemical erosion of the Himalaya.     

长江水系河水主要离子化学特征

2007年夏季采集了长江从上游沱沱河至入海口的干流原水样品36个,长江各主要支流水样品40个,分析了江水Ca2+、Mg2+、Na+、K+、HCO3-、SO42-、Cl-离子含量及溶解性SiO2等溶质成分。结果显示,长江流域水系离子化学组成主要受碳酸盐和蒸发岩风化控制,长江上游水离子化学呈现阳离子以K+和Na+为主,阴离子以Cl-和SO42-为主的蒸发岩类风化控制特征,但随着采样点位下移,离子含量逐渐呈现阳离子以Ca2+为主,阴离子以HCO3-为主的逐渐向碳酸盐风化过渡的特征;从时间变化上看,与20世纪50年代至1990年长江水离子化学数据相比,以Na+、K+、SO42-和Cl-为代表的所有阴阳离子均有明显增加;从通量上看,洞庭湖和鄱阳湖是长江离子两个最大的输入源,除洞庭湖和鄱阳湖外的其他长江各大支流中,岷江是长江Na+、K+、Ca2+、Mg2+、F-和HCO3-的最大输入源,嘉陵江是SO24-和溶解性SiO2的最大输入源;在几大世界河流中,长江是对海洋Mg2+、SO24-和Cl-的输入通量最大的河流,Ca2+和HCO3-通量仅次于亚马逊河。     

鄱阳湖湖口河段近期演变规律及趋势分析

湖口河段是鄱阳湖流域水量汇入长江的唯一出口,也是江西与外界航运交通的咽喉,其演变情势直接影响流域防洪和航运安全。利用历次实测的水下地形图及湖口水文站实测断面资料,对河道冲淤、纵向及平面变化进行了分析。结果表明:湖口河段左岸滩地以淤积为主,主河槽及深泓线近期冲刷较严重,右岸受地形约束基本保持稳定。在未来一定时期内,河段岸线仍将保持相对稳定,并将维持左岸滩地淤积,主河槽和右岸冲刷的趋势。     

江西省鄱阳湖流域农田生态系统土壤Se元素含量变化研究

以江西省鄱阳湖流域农田生态系统中Se元素为研究对象,以大气干湿沉降、灌溉、施肥、喷施农药为输入途径,以农作物收割、地表径流以及Se升华为输出途径对Se的生物地球化学循环规律进行研究。结果表明,鄱阳湖流域Se元素的大气干湿沉降通量密度平均值为6.90g/(hm2.a),灌溉、施肥、喷施农药通量密度明显较低,它们对土壤Se元素的富集贡献率分别为77%、20%、1%和2%。Se通过升华输出通量密度相对较小,土壤Se年净增量主要受大气干湿沉降的制约。以20cm厚的耕作土体为研究介质,经估算,当前的Se年平均通量密度可引起土壤Se质量分数升高0.007mg/kg。20a后研究区富硒土壤将由目前5 960km2增加至6 672km2。研究中未考虑天降水下渗问题,这对中国南方土壤中元素的地球化学行为有非常重要的影响。     

古鄱阳湖陆相盆地沉积与物源相关性特征的研究

本文以古鄱阳湖东北缘陆相盆地与基底母岩物质来源为例,阐述陆相盆地源区的输送和盆地沉积过程存在的紧密相关性.这种相关性最直接的特征是基底母岩区的岩性往往直接控制了盆内沉积物的类型,可以说,有什么样的母岩成份和风化剥蚀的方式,就会在盆内形成什么样类型的沉积物.母岩的风化剥蚀作用始终是盆内沉积源源不断的物质来源,因而根据盆地陆源碎屑岩来自母岩的陆源碎屑组合可以推断源区的母岩类型.研究这种风化与沉积、剥蚀与堆积的相关性特征是陆相盆地供给和充填作用的一大特色.这种相关性研究的深入,不但大大提高地层划分的精度,而且也十分有助于陆相地层的广泛对比.尤其是成盆的早期和晚期的粗碎屑岩系的堆积尤为显著,这是因为粗碎屑岩系中的砾石,最能够直接反映母岩的性质,因而是判断母岩成份、基底抬升程度以及遭受风化剥蚀程度和方式等的标志.     

红河盆地的化学风化作用:主要和微量元素地球化学记录

河流沉积物的元素含量有助于反映其流域的自然风化过程。红河是世界上重要的河流之一,但其沉积物的地球化学研究却几乎没有。本文通过开展红河盆地干流和主要支流40个样品的主要和微量元素地球化学分析,发现红河流域硅酸盐岩的化学风化作用为中等强度,与长江及亚马逊河的风化强度相近,而高于黄河,低于珠江;且化学风化作用受该区域的气候和构造作用控制。     

Major ion geochemistry of Godavari River at Rajahmundry, India

Detailed time-series studies on the major ion geochemistry of tropical peninsular Indian rivers are lacking. In this backdrop, a small stretch of the Godavari River, globally ranking 32nd in terms of total discharge, is chosen for sampling at its mouth. The objectives are： （1） to understand the natural and anthropogenic sources controlling the major ion chemistry of the Godavari River at Rajahmundry, （2） processes controlling the temporal variations in major ions over a period of two years, （3） comparison of total dissolved solid （TDS） fluxes and weathering rates at Godavari River with other major tropical rivers. A total of 47 surface samples were collected, bimonthly, at five stations in the Godavari at Rajahmundry spaced over a distance of 6 km for a period of two years. Water samples were collected in pre-cleaned PP bottles. Parameters like temperature, pH, conductivity, dissolved oxygen, alkalinity were measured on-site. Samples collected for analysis of major ions were processed within a few hours of collection by filtering through 0.45 mm pore size millipore filters. Filtered water samples for major ions were transported to the laboratory in cleaned 250 mL PP bottles. Sodium and K were measured on a Flame Photometer, Ca and Mg on a Flame Atomic Absorption Spectrophotometer, Cl, NO3, SO4 by Ion Chromatography and SiO2 on a spectrophotometer. Chemical weathering of rocks controls the major ion chemistry of the Godavari River at its mouth as indicated by the alkaline nature of the river and dominant presence of Ca, Mg and HCO3 ions. Ca/Mg and Na/Mg ratios point its source to a mixture of lithological assemblages of basalt, granite-granodiorite,