贵州省三岔河流域水化学特征及其影响因素分析

摘要

河流的水化学特征可以反映流域内的气候、岩性、大气降水、土地、植被、人为活动等因素对流域的影响，在一定程度上可以反映水体的环境质量状况、水体元素的来源、分配及迁移转化规律，同时也可以了解流域内发生的化学风化过程，估算化学风化速率及大气CO2的消耗等相关信息。
　　本文选取位于中国西南喀斯特地区的贵州省三岔河流域作为研究对象，测定河水的主要离子浓度，分析河水的主要离子组成变化及水化学特征，研究流域内大气降水、人为活动、岩石风化等因素对流域水化学的影响，并估算流域的岩石风化速率及 CO2消耗速率。经过以上研究，得到以下几点结论。
　　（1）三岔河流域两期河水平均水温为15.6℃，平均pH值为7.8，呈弱碱性，电导率平均值为467μS/cm，溶解氧平均值为8.8 mg/L，总溶解性阳离子平均浓度为4.8 meq/L，远高于世界河流的平均值1.25 meq/L，总溶解性固体平均浓度为340.46 mg/L，高于世界河流平均值100 mg/L。
　　（2）三岔河流域两期河水的主要阳离子和阴离子分别为Ca2+和HCO3–、SO42–。对流域水化学的时空分布特征分析表明，枯水期河水的主要离子浓度高于丰水期，流域上游至下游离子浓度总体呈增大趋势，各支流的主要离子浓度有一定差异。
　　（3）三岔河流域水化学特征主要受到碳酸盐岩风化的影响，并且硫酸参与了岩石风化过程，表现出了明显的中国西南喀斯特地区流域特征。大气降水和人为活动也造成一定影响，其中丰水期降水量大，对离子浓度有稀释效应；人为活动的影响表现为工业活动为主，农业活动的影响次之。
　　（4）三岔河流域整个水文年硅酸盐岩风化消耗的CO2总量为325.5×103 mol/(km2·a)。枯水期碳酸盐岩风化消耗的CO2量（碳酸和硫酸同时作用）为128.2×103 mol/(km2·a)，丰水期碳酸盐岩风化消耗的CO2量为469.2×103 mol/(km2·a)，整个水文年碳酸盐岩风化消耗的CO2总量为597.4×103 mol/(km2·a)。流域枯水期、丰水期硅酸盐岩和碳酸盐岩的风化速率分别为2.0 t/(km2·a)、9.0 t/(km2·a)、23.4 t/(km2·a)和85.8 t/(km2·a)，化学风化作用较为明显。

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第一章 绪论

1.1 研究目的和意义

1.2 国内外研究概况

1.3 研究内容与技术路线

第二章 研究区概况及样品的采集分析

2.1 研究区基本概况

2.2 样品的采集与分析

第三章 三岔河流域水化学特征分析

3.1 河水水化学特征

3.2 河水主要离子组成特征

3.3 流域水化学时空分布特征

3.4 本章小结

第四章 三岔河流域水化学变化影响因素

4.1 大气降水对流域水化学组成的影响

4.2 人为活动对流域水化学组成的影响

4.3 岩石风化对流域水化学组成的影响

4.4 本章小结

第五章 三岔河流域化学风化过程及碳汇效应分析

5.1 岩石风化过程及CO2消耗机制

5.2 岩石化学风化速率和CO2消耗速率估算

第六章 结论及展望

6.1 结论

6.2 亮点及不足

6.3 展望

参考文献

附录

致谢