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河流水文地球化学是最为基础的研究领域,是地球化学研究领域的重要组成部分,而且河流也是全球水循环的重要组成部分。流域水文地球化学特征主要反映了地表的风化侵蚀作用,而流域的地质、地理、气候和生态环境等状况也与其有着良好的响应关系。连江流域位于广东省西北部,是北江最大支流,流域面积10121km2。连江流域是西南喀斯特区域的东延部分,岩溶区面积占整个流域的40%。连江流域也有着典型岩溶区的主要特征,岩溶地质地貌发育,生态环境十分脆弱,是广东省社会经济较为落后的地区。 本文以连江流域为研究对象,对连江流域水化学组分、水化学类型及其控制因素进行详细的分析,并做了水化学指标与土地利用、石漠化地类型的多元线性回归分析,以期弄清楚连江流域水文地球化学的基本特征和分布规律,探讨地质岩性、土地利用和石漠化地类型对连江流域水文地球化学的影响。得到的初步结论如下: (1)连江流域pH值冬季高于夏季,河水呈弱碱性特征。电导率(EC)和TDS冬夏季变化幅度较大,冬季平均值几乎都高于夏季,夏季河水稀释效应明显;HCO3-和 Ca2+分别是阴阳离子中占绝对优势的离子,其比例占到70%以上,其次是SO42-和Mg2+,K+、Na+、NH4+、Cl-、F-、NO3-含量少,比例也低;星子河流域矿化度最高,其次为连江一级支流,同冠水流域水质最好。 (2)通过三角图和水化学类型分析,连江流域阳离子明显富集Ca2+、Mg2+,阴离子明显富集HCO3-和SO42-,水化学显著受碳酸岩风化产物控制,冬季蒸发岩溶解对河流水化学影响程度加大;其水化学类型是以碳酸盐岩石风化物质和蒸发岩溶解物质来源为主的HCO3-—Ca2+、HCO3-—Ca2+·Mg2+型,其次为夏季的HCO3-—SO42-·Ca2+型,只有冬季星子河流域2个水样表现为HCO3-—Ca2+·Mg2+·Na+型。 (3)通过Gibbs图分析表明,连江流域水化学主导控制因素是岩石风化、溶解,大气降水控制作用只在星子河流域有所表现,蒸发沉淀作用对连江流域水化学影响极其微弱。 (4)连江各支流具有自己的空间分布规律,连江一级支流空间分布规律不明显,水化学组分与岩溶面积比例不相关;星子河流域水化学离子曲线上游起伏变化巨大,下游平稳,水化学空间分布规律明显,Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-、NO3-含量与岩溶面积比例呈正相关关系,K+、Na+、NH4+、Cl-、F-含量与其不相关;同冠水流域水化学也具有空间分布规律,但是不如星子河流域明显和突出。 (5)连江一级支流水化学各组分内部相关系数非常低,与岩溶面积比例基本不相关,岩溶面积比例对连江一级支流水化学影响不大。星子河流域水化学组分内部具有高相关性,主要的阴阳离子之间相关性在0.9以上,显著性水平低于0.01,相关性显著。与星子河流域具有相同的情况,同冠水流域水化学各组分之间也具有较高的相关性,与岩溶面积比例相关性显著。 (6)连江流域土地利用以林地面积比例最大,灌草地面积比例也占重要地位。林地与灌草地与水化学显著负相关,对水质有显著的改善作用。而建设用地和耕地对水质改善起到的是负面作用。 (7)连江流域是典型的岩溶区域,潜在石漠化地是流域典型的石漠化地类型,所占面积比例也最大。在多元线性回归分析中,典型岩溶水化学离子都选择潜在石漠化地进入回归模型中,说明潜在石漠化地是流域水化学离子组分的主导控制因素,对连江流域水化学组成影响最为显著。各类石漠化地与水化学组分相关系数都非常高,对流域水化学组成与变化也产生了较大的影响。