藻渡河中上游地下水化学时空分布特征分析

随着经济的发展,人类社会的进步,对地下水的研究显得尤为重要。开展地下水水化学特征研究是地下水资源评价的重要内容,同时对地区地下水资源的合理开发利用和科学管理提供有效建议。本文通过对藻渡河中上游的20组水样测试数据综合分析,基本掌握了该区域丰、枯季地下水矿化度及水化学类型的分布特征,并对其分布特征及变化规律进行了详细的分析。研究区地下水矿化度主要取决于地下水补给源的矿化度及地下水在岩层中的运移速度和方式、地层岩性及组合方式。     

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。     

青海可可西里东部盐湖水化学及沉积特征初步研究

2008 a夏对可可西里地区东部4个新发现的盐湖,进行了卤水水化学组分、矿物组成及其石盐元素含量分析。结果表明,该区水体卤水矿化度高,湖表卤水富硼锂等组分。通过对化学组分及水化学特征系数的研究,卤水的水化学类型主要为硫酸镁亚型和硫酸钠亚型。卤水pH值随着矿化度的增加而降低。Na+、Cl-含量与总矿化度呈正相关,SO42-"与矿化度呈负相关。Li与Mg物源、迁移规律近似。本区盐类沉积物以石盐为主,石盐中Si、Al、Fe、Sr含量低,其间相关性好,物质来源可能为周围岩石风化。布查盐湖盐类沉积存在少量硬石膏、半水石膏和铁白云石,表明布查盐湖的盐类物质来源很可能与地下热水作用有关。     

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。     

新疆喀什噶尔冲积平原区地下水水化学特征

以矿化度和水化学类型两个主要指标阐述了喀什冲积平原区地下水水化学的基本特征 ,用相关分析的方法和R型聚类方法定量分析了地下水水化学组分含量与矿化度及各组分相互依存关系 ,探讨了该地区的地下水水化学特征的形成与演化的因素。研究表明 :(1)当地的地下水化学特征具有鲜明的水平和垂直分带性 ,水化学类型主要为硫酸盐型水 ,在阴离子中占主导地位的为硫酸根离子和氯离子 ,且含量与矿化度呈线形相关 (p <0 .0 1) ;阳离子中 ,钠离子与钙离子占优势 ,其含量亦与矿化度呈线形相关 (p <0 .0 1)。 (2 )影响地下水化学特征的天然因素主要包括气候因素、水文因素与水文地质因素 ;人类活动因素主要为引水工程和灌溉工程、凿井工程 ,人类活动对地下水化学特征的作用逐渐加大。     

扎龙湿地地表水与浅层地下水的水文化学联系研究

水化学特征是湿地多界面间相互作用在水体中的综合体现,从一个侧面反映了湿地系统水文化学过程的特殊性和复杂性。扎龙湿地是国际重要湿地,不仅在维持生物多样性方面发挥着重要作用,而且对区域水化学特征的形成也具有特殊的影响。为了揭示湿地内水化学特征的形成机制,研究了扎龙湿地仙鹤湖区域地表水和地下水水化学特征,并应用水化学方法和稳定同位素[氘(D)和氧18(18O)]方法深入分析了地表水、地下水水化学特征的形成机制,并重点对两者间的水文化学联系进行了探讨。结果发现,除引嫩干渠水为低矿化度的HCO3·Cl-Ca型水外,湿地湖泊水和河流水均为中等矿化度的HCO3-Na型水,湿地地表水明显受蒸发浓缩作用和苏打土溶滤作用影响;地下水的δD值和δ18O值,都高于大气降水和河水,而低于湖泊水;混合比例计算表明,地下水受大气降水直接补给较弱,湖滨处湖水补给比例超过50%。综合分析认为,湿地浅层地下水具有显著的二元循环模式,同时受区域地下水流和局部地下水流的控制。区域地下水补给占主导的区域,地下水表现出低矿化度、高氘盈余值(d)的特征,地下水化学类型逐渐由HCO3-Ca·Na·Mg型转变为HCO3-Na·Ca型。湿地湖水补给占主导的区域,地下水特征表现出高矿化度、低d值的特征,水化学类型具有较大的变异性。地表水与地下水的氮、磷以有机态形式为主,平均占总氮和总磷比例的89%和90%,主要来自于地表水体的输入,受垂向淋溶作用影响较小。研究结果不仅为湿地水环境保护提供了科学依据,而且为深化湿地区域水文地球化学效应研究指明了方向。     

塔里木河流域地表水水化学空间特征及控制因素研究

通过对塔里木河流域地表水主要离子浓度及矿化度(TDS)的检测,分析其水化学空间特征及控制因素。研究表明:塔里木河流域地表水体中阳离子以Na+为主,阴离子以Cl-+SO42-为主。水化学组成通过层序聚类分析(HCA)分为4种水化学类型:阿克苏河、和田河、开都河水化学类型分别为Ca-Mg-SO4-HCO3、Na-Mg-SO4-HCO3、Mg-Ca-HCO3型,塔里木河水化学类型自上而下由Ca-Mg-SO4-HCO3向Na-Mg-Cl-SO4转化。研究区水化学受岩石风化控制:阿克苏河、和田河受碳酸盐岩风化控制,同时硅酸盐岩风化作用明显;开都河受控于碳酸盐岩风化;塔里木河上游受石膏和泻盐风化控制,下游受岩盐和泻盐风化控制。研究还发现塔里木河中下游河水因蒸发产生的TDS增加量非常显著。     

Maucha图的Matlab实现及其在水化学中的应用

水中可溶性离子的含量及各离子的比例关系是衡量水质的重要指标,但常用的方法不能同时反映这两种关系。Maucha图既可以反映8种主要阴、阳离子的总浓度,同时也可以指示各离子的相对浓度,兼顾了离子的绝对含量和相对含量,具有较强的实用性。但由于缺乏绘制Maucha图的专业软件,导致Maucha图在实际应用中受到很大限制。通过介绍Maucha图的演化过程,绘制Maucha图时建立坐标系及确定Maucha图各组成部分坐标值的方法,并阐述了基于Matlab语言实现Maucha图计算机输出的编程流程。最后以内蒙古浑善达克沙地东部地区为例,说明了Maucha图在天然水体水化学分析中的应用。该应用表明,Maucha图在反映样品矿化度、指示各离子的相对浓度和绝对浓度、判断水体水化学类型及水化学数据空间分析等方面均具有较强的优势,能显著提高水化学数据的可视化表达能力,丰富水化学图在水文地质中的应用,并为水化学数据更深层次的分析提供参考依据。     

柴达木盆地南翼山油田卤水水化学及氢氧同位素地球化学特征

南翼山油田卤水是钾钙硼等元素的富集区,具有较高的开采利用价值。开发利用油田卤水,需要对其演化过程有较深入的研究。采用地层岩性与水化学特征及氢氧同位素地球化学特征相结合的方法,对南翼山油田卤水的形成与演化过程进行探讨,得到初步结论:南翼山油田卤水水化学类型主要为氯化钙型,具有高矿化度、高钙、低镁和低硫酸根的特点。油田卤水起源于大气降水,下渗过程中溶滤第三系岩盐沉积物,经过一系列水岩相互作用,并与深部地热水、岩浆水混合,最终形成现在的水体。     

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...     

艾比湖水盐变化原因及影响研究

从湖泊水文要素出发,基于湖泊和流域的关系,对半个世纪来艾比湖面积、矿化度等水文要素变化趋势进行了分析,并对变化原因进行了探讨,结果表明,相对封闭及较小尺度的流域面积等自身特性,决定了其水资源系统自我调节能力的脆弱性;而近年来流域上的人类活动,增大了降水径流滞留时间和蒸发作用,加大了对水资源的利用量,最终导致汇入湖泊的水量不断减少,矿化度在湖水量不断减少的情况下浓缩升高,最后就艾比湖水盐趋势变化及影响进行了讨论。     

不同环境背景下的艾比湖区域土壤水盐差异性特征研究

由于不同的环境背景下环境机制不同,所以导致了水盐（主要指水分、盐分）空间变异存在很大差异,在此背景下分析艾比湖地区含水量与含盐量空间变异,有助于更加合理的了解土壤含水量与含盐量一体化规律。以艾比湖为中心把艾比湖区域分为三个靶区：绿洲、荒漠、湖区,运用统计学方法,分析三个区域的土壤水分、盐分差异性特征。结果表明：绿洲、荒漠、湖区这三个区域表层土壤盐分积聚严重,其含盐量大小依次为：荒漠→绿洲→湖区,而含水量却相反;绿洲、荒漠和湖区土壤含盐量的变异系数均在85%～150%之间,属高强度变异,含水量变异系数均介于55%～75%之间,属中强度变异。说明荒漠区域盐分含量的水平分布不均匀,空间异质性较强;而水分含量的水平相对较为均匀,空间异质性较弱。绿洲、荒漠、湖区土壤层10～20 cm与20～40 cm土壤层含盐量的存在显著性相关性（p<0.01）,即绿洲的相关系数0.913,荒漠的相关系数0.966,湖区的相关系数0.941,绿洲与湖区土壤表层与亚层含水量存在显著性相关性（p<0.01）相关系数分别为0.851 和0.908。说明绿洲与湖区土壤层0～10 cm与10～20 cm土壤含水量存在水分转移现象,荒漠区域这种现象不明显,可能与沙漠炎热地表环境和土壤性质等因素有关。研究结果揭示了艾比湖地区不同环境背景下秋季的土壤含水量与含盐量分布特征,为艾比湖地区农作物灌溉管理及土壤盐渍化治理提供了科学依据。     

艾比湖水面蒸发量及生态环境保护

本文在论述了艾比湖水面８０年代以来趋于动态稳定状态的基础上，用两种方法分析论证了艾比湖水面蒸发量，并就艾比湖及其生态环境的保护提出相应措施。     

艾比湖近期出现大面积干涸

艾比湖及周边地区是新疆的重要湿地之一,但是近期出现了大面积湖床干涸.由EOS\MODIS卫星监测到的数据来.2006年夏季以来,艾比湖水域面积缩小速度加快,7月下旬开始出现大面积干涸,到8月中旬情况持续加重.2006年8月19日的EOS\MODIS卫星监测到艾比湖水域面积为550.6 km2,与7月下旬比较缩小了263.4 km2,与8月上旬比较缩小了126.4 km2,比2005年8月中旬比较缩小了158.4 km2.     

艾比湖原核微生物菌群结构演变与环境因子关系分析

用非培养法获得新疆维吾尔自治区艾比湖湖底沉积物原核微生物菌群组成,并与已有盐湖原核微生物菌群数据进行比对,分析湖泊由淡水湖向盐湖演替过程中原核微生物群落结构变化规律。实验获得艾比湖原核微生物16S rRNA基因序列,并从NCBI数据库下载赛里木湖、柴窝堡湖和顿巴斯他乌盐湖3个湖泊的非培养原核微生物16S rRNA基因序列数据。用不同盐湖细菌和古菌16S rRNA序列信息构建系统发育树并与其理化指标进行典型性相关分析。同源比对及聚类结果显示,艾比湖湖底沉积物中细菌包括4个门,拟杆菌门(Bacteroidetes)占克隆文库的64%,变形菌门(Proteobacteria)占9.4%,厚壁菌门(Firmicutes)占3.4%,放线菌门(Actinobacteria)占2.6%,此外含有未分类类群20.6%。古菌含有两个门,广古菌门(Euryarchaeota,98.3%)和盐纳古菌门(Nanohaloarchaeota,1.7%)。不同盐湖系统发育树结果显示,随盐度增加,盐湖细菌从变形菌门向拟杆菌门演替;古菌从奇古菌门和泉古菌门向广古菌门和盐纳古菌门演替。RDA结果显示,Na⁺、Cl-、SO₄2-和矿化度对盐湖原核微生物多样性结构起到决定性的作用,K⁺、Mg²⁺和Ca²⁺对艾比湖菌群结构影响作用最为显著。原核微生物群落会随着湖水盐浓度的增加和盐湖化学成分的不同而发生演替。     

艾比湖水化学特征的因子分析研究

采用最大方差正交旋转因子分析方法研究艾比湖水化学特征,结果表明,艾比湖水化学类型主要为硫酸钠亚型,盐湖湖水发育程度较深,Na+//SO42-,Cl--H2O是艾比湖的主要化学平衡体系等,这与艾比湖的实际情况完全相符。     

艾比湖地区风沙危害趋势及对欧亚大陆桥的影响

艾比湖是新疆最大的尾闾盐湖,地质历史时期和人类活动时期处于不断干缩状态,所形成的于涸湖盆物质在阿拉山口大风驱动下对区域构成风沙危害。从物质来源和驱动风力两个方面分析了风沙危害的可能性;并在剖析扬尘爆发频率和风力条件变化趋势的基础上,得出近40年风沙危害加剧的主要由于沙尘策源地扩大的结论。重点分析了欧亚大陆桥艾湖段风沙危害现状及趋势,认为由于区域风力条件的稳定性,只有在与艾比湖地区生态环境恢复重建的基础上,进行全线的生物防护措施,改善下界面状况,才能取得可持续的防沙效益。     

基于CBERS-2遥感数据的艾比湖流域景观生态分类系统

景观生态分类是景观生态学研究的一项重要内容,是开展景观评价、规划与管理等工作的基础。应用CBERS-2遥感影像数据,以地质地貌、土地利用/土地覆被状况、地表植被等因子为分类依据,对艾比湖流域景观生态类型进行了自上而下地划分。研究认为:景观生态分类是建立在尺度的基础之上,不同尺度上的分类单元在纵向上构成了景观带至景观元的多等级景观生态分类体系;艾比湖流域景观生态类型可划分为2个景观类(4个景观亚类)、14个景观系、27个景观型,且该分类系统属于景观生态分类等级阶梯中的中尺度分类段;艾比湖流域景观生态分类系统,对进一步认识和科学合理地利用、规划及管理干旱区内陆湖泊流域的景观具有重要意义。     

风蚀作用对盐尘释放、输送过程的影响——以新疆艾比湖地区为例

艾比湖地区处于准噶尔盆地西部,发源于准噶尔西部山口的大风流决定了该区风蚀作用的发展.由于人类活动而引起的艾比湖的干枯变成了新松散物质来源,最终导致了该区沙尘一盐尘暴的加剧.从1950年以来,随着准噶尔西部山麓平原的开垦和河道三角洲灌溉农业的发展,新疆第一大盐水湖--艾比湖水域面积也逐渐缩小,干涸湖底和湖滨地区荒漠化程度加剧,已成为中国西北方区域沙尘一盐尘暴主要来源地.研究该区风力运输机制和风蚀作用对盐尘释放、输送过程的影响,分析降尘物中盐分的化学成分、总量及沙尘摹的年内发生率和强度机制等.研究结果表明,干涸盐土湖底和盐漠沙丘的风蚀对盐尘的释放、输送过程起到积极地作用,它的形成与盐尘的扩散与沉降有密切的关系.随着离干涸湖底距离越远,沙尘暴的发生率、强度及降尘量也下降;降尘量为600 g·m-2·a-1(湖近)到70 g·m-2·a-1(离湖水面距离为100～200 km),其中盐分总量为14～27g·m-2·a-1;最大盐分含量可达为77 g·m-2·a-1.离湖越远,盐分的钙和硫酸盐成分越高,钠和氯化物成分越低.最后提出了对艾比湖湖区采取筑坝与隔离技术,分离出常年积水区和干涸湖底区,稳定艾比湖的水域面积,综合利用生物、化学、物理的防治技术,种植梭梭、柽柳、胡杨等耐盐灌、乔木树种,治理干涸湖底盐土风蚀的建议.     

艾比湖流域气候变化及其径流响应

利用艾比湖流域5个气象站45年的气温降水资料,分析了艾比湖流域的气候变化特征。在近45年当中,艾比湖流城的气候发生了显著的变化,主要表现在气温的升高和降雨量的增加。艾比湖流城气候变化对区城水文水资源的影响主要表现在:1)近45年来艾比湖流域气温存在着明显变暖的总趋势,尤其以20世纪90年代最为明显。气候变暖具有明显的季节性差异,主要是在冬季,而春季变暖的趋势较为缓慢;2)近45年来艾比湖流域降水量呈现增多趋势,尤其是进入20世纪90年代后期,降水量明显偏多,其中夏半年降水量增长趋势率要高于冬半年降水量增长趋势率;3)艾比湖流域主要河流年径流的多年变化不大,总体上博尔塔拉河下游径流量呈减少趋势,而精河径流量呈上升趋势。博尔塔拉河下游地表径流对博乐站年降水量有正响应,精河地表径流对精河水文年降水量有正响应;4)变暖也造成了河湖水质的不断恶化,艾比湖和河流下游水体的矿化度逐年升高,水体化学类型由碳酸盐型向碳酸盐—硫酸盐型再向硫酸盐—氯化物型过渡。