【摘 要】
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水资源是人类生存和发展必不可少的资源,工农业和生产生活用水都离不开水资源。随着全球气候变暖、冰川退缩、生态环境变化等,水资源问题日趋严重。尤其是在河西走廊区域,人类长期不合理的水资源利用,导致区域供水不足,水资源质量问题日益突出。降水和河水作为内陆河流域水循环的重要组成部分,通过对其水化学组成进行研究,可以将水资源与地球元素化学结合起来,全面认识水体化学特征及影响因素,掌握区域内水循环过程及水资源
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水资源是人类生存和发展必不可少的资源,工农业和生产生活用水都离不开水资源。随着全球气候变暖、冰川退缩、生态环境变化等,水资源问题日趋严重。尤其是在河西走廊区域,人类长期不合理的水资源利用,导致区域供水不足,水资源质量问题日益突出。降水和河水作为内陆河流域水循环的重要组成部分,通过对其水化学组成进行研究,可以将水资源与地球元素化学结合起来,全面认识水体化学特征及影响因素,掌握区域内水循环过程及水资源质量,进而为区域环境演化、生态环境保护和可持续发展决策提供理论依据。西营河是石羊河流域最大的一级支流,作为中下游地区水资源的重要来源,制约着区域的经济发展。本文选取西营河流域作为研究区,基于2016年10月至2017年10月采集的389个降水与河水样品,结合收集的气象和水文数据,运用富集因子法、后向轨迹法、Piper三线图、吉布斯图、质量平衡法和正演模型等对降水与河水的水化学特征及离子来源进行分析,得出以下主要结论:(1)西营河流域的降水与河水全年呈碱性,平均值分别为7.5和8.0,河水的盐度、总溶解固体、电导率明显高于降水。阴阳离子组成与标准地壳矿物和标准海水中的离子浓度存在一定差异。降水中的NH4+占比明显较高,河水的离子浓度组成则受岩石风化的影响显著,水化学类型为Ca Mg-HCO3型。(2)西营河流域的降水与河水具有明显的季节差异,其中4-9月的降水量约占全年的81%,径流量约占85%,因此,水化学特征和离子浓度也存在明显的时空差异。在季节变化上,受降水量和径流量影响较为显著,呈夏秋低春冬高的特点。在空间变化上,受降水量、径流量、地形、土壤、岩性、地表植被覆盖度以及人类活动等影响,降水与河水的水化学特征和离子浓度空间差异较大。(3)西营河流域降水中的离子来源主要为陆源输入,Na+、Mg2+、K+、Ca2+的陆源输入的比例分别为78%、90%、98%、99%,海源输入的离子主要为Na+(22%)和Cl-(98%)。陆源输入的物质主要来自西风环流带来的欧洲和中亚地区的地表颗粒物,海源输入的水汽主要来自西风环流(90%)和季风环流(10%)。HCO3-的来源主要是岩石风化,SO42-的来源主要为矿物的溶解以及人类活动的贡献,NH4+和NO3-的来源主要是人类活动输入。(4)西营河流域河水中的离子成分主要受岩石风化的控制,不同来源贡献率的大小顺序为:硅酸岩风化(41%)>碳酸岩风化(39%)>蒸发岩风化(13%)>大气降水输入(1%),其中,7-8月的碳酸岩风化贡献率明显高于其它月份。西营河流域内的人类活动虽然对降水与河水的水化学组成产生了一定的影响,但从整体来说,对水化学的影响甚微。
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