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河流在元素地球化学循环中起着重要作用,是全球水循环的重要组成部分。其水化学特征在反映当地地质、地理、气候和生态环境的同时,还反映了地表风化侵蚀作用、人类活动对流域生态环境的影响等状况。目前,对新疆巩乃斯河水化学的研究不多。在国家不断重视加强水环境保护的力度,并鼓励水环境化学相关科学研究的前提下,为了更好的保护巩乃斯河流域的水环境,为了评价未来巩乃斯河流域资源的规模开发以及工农业的大力发展对其水环境的影响,我们对河流的水化学特征进行了较为系统的监测研究,并根据水化学原理从大气降水、人类活动以及化学风化三方面分析了巩乃斯河的主要离子来源。
通过研究获得以下几点认识:
(1)总体上,巩乃斯河河水主要以Ca2+、Na++K+、HCO3-为主。河水阳离子平均含量(meq/L)在径流各时期均表现为Ca2+>Na+K+>Mg2+;阴离子平均含量(meq/L)在时间上有所差异,丰水期和平水期表现为HCO3->Cl->SO42-,枯水期和春汛期HCO3->SO42->Cl-。大部分地区河水水化学类型为重碳酸盐类钙组Ⅱ型水(丰水期为重碳酸盐类钙组I型水)。空间上,由于SO42-和Na++K+的含量变化导致一些地区离子主成分含量的大小顺序变化。主要表现为平水期、枯水期和春汛期河流下游人类活动密集的那拉提、恰普河、亚麻厂、则克台和种羊场一带SO42-占主要地位,个别地区Na++K+离子在阳离子中占绝对优势。其水化学类型基本属于硫酸盐类钙组水,个别地区出现硫酸盐类钠组水(亚麻厂、种羊场)。
(2)巩乃斯河河水pH呈现弱碱性,介于7.56~8.16。丰水期最低,枯水期略高。空间上基本呈现源头和下游区域略高于中游区域的分布规律。各时期矿化度大小顺序基本呈现为:枯水期>春汛期>平水期>丰水期。其中平水期矿化度变化幅度最大,矿化度基本呈现先降后升的走势。矿化度介于70~300mg/L,属极低矿化度和低矿化度水。巩乃斯河河水总硬度变化范围为0.62~2.169mmol/L,属于极软水。空间变化规律与矿化度基本一致。巩乃斯河河水总碱度总体水平也较低,变化范围为:0.509~1.676mmol/L。
(3)HCO3-、SO42-、Ca2+、Mg2+空间上大致均表现为先降后升的走势;Na+、Cl-大致呈现顺河流逐渐升高的走势。时间上,SO42-浓度除丰水期较低外,其他时期均较高,K+在枯水期浓度明显高于其他各时期。
(4)根据讨论分析,海盐物质对河水化学贡献非常小。枯水期巩乃斯河降雪及干湿沉降对河水溶解质的贡献率为21%,是K+的主要来源;同时对SO42-、Na+有较大影响。人类活动所产生的废物是SO42-、Cl-离子的主要来源。HCO3-主要来源为降水补给、CO2、微生物活动和碳酸盐类的风化分解。通过化学风化对水化学的影响分析,巩乃斯河Ca2+、Mg2+、Na+离子主要来自硅酸盐类的风化分解。