大连地区地表水化学组成及形成控制因素研究.pdf
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1、DOI:1016616/jcnki10-1326/TV20230808大连地区地表水化学组成及形成控制因素研究孙大明(辽宁省大连水文局,辽宁 大连 116023)【摘 要】为研究大连地区地表水化学组成特征,明晰其影响因素及主要离子来源,服务流域水资源管理,本文综合采用阿列金分类法、Pearson 相关性分析、Gibbs 图、离子比值分析和风化端元图等方法对大连地区地表水化学组成及形成控制因素进行研究。结果表明,大连市地表水化学类型主要以 CCa型水为主;Ca2+与 Mg2+、K+、SO2-4、HCO-3、Cl-五种离子来源相似,并且是溶解性总固体的主要来源。Na+、K+与 Cl-没有呈现相关性
2、,表明该地区地表水没有受到海水入侵影响;大连地区地表水受到含盐地层溶滤作用和硅酸盐岩的风化溶解作用双重影响,并且主导作用为碳酸盐岩风化的溶解作用。【关键词】大连地区;地表水;水化学组成;控制因素中图分类号:TV211 1+1 文献标志码:B 文章编号:2096-0131(2023)08-041-06Study on Chemical Composition and Controlling Factors of SurfaceWater in Dalian RegionSUN Daming(Liaoning Dalian Hydrological Bureau,Dalian 116023,Chi
3、na)收稿日期:2022-12-28作者简介:孙大明(1986),男,高级工程师,硕士,主要从事水环境监测与评价工作。Abstract:In order to investigate the characteristics of the chemical composition of surface water in the Dalian region andclarify the influencing factors and major ion sources,a comprehensive approach utilizing the Aleken classification meth
4、od,Pearson correlation analysis,Gibbs diagram,ion ratio analysis,and weathering end-member analysis is employed to studythe chemical composition and controlling factors of surface water in the Dalian region.The results indicate that the chemicaltypes of surface water in Dalian are primarily classifi
5、ed as CCa-type water.Calcium(Ca2+)shares similar sources withmagnesium(Mg2+),potassium(K+),sulfate(SO2-4),bicarbonate(HCO-3),and chloride(Cl-),and is the maincontributor to the total dissolved solids.There is no significant correlation observed between sodium(Na+),potassium(K+),and chloride(Cl-),sug
6、gesting no influence of seawater intrusion on the surface water in the region.Surface waterin the Dalian region is influenced by both the leaching effect of saline-bearing formations and the weathering and dissolutionof silicate rocks,with carbonate rock weathering being the dominant process.Key wor
7、ds:Dalian region;surface water;chemical composition of water;controlling factors14 地表水在自然界水循环过程中所形成的水化学特征,反映了地表水的天然水质特征。因此,水化学特征分析是地表水资源评价、河流水质全面评价以及水污染综合防治措施的拟定等工作中的重要方法1-2。流域地表水体的水化学组成受流域岩石风化、大气沉降和人类活动等的影响,通过分析地表水化学特征,可以有效判别水化学组成以及阐释流域内水化学演化的控制因素3。目前,国内学者在水化学组成及形成机制等方面已经开展了大量的研究。胡甜等4对东寨港流域内演丰西河和三江
8、河两条河流水体的水化学组成进行了研究分析,表明蒸发结晶和岩石风化作用的控制是该地区地表水化学组成的主要来源。何姜毅等5和张旺等6认为黄河流域的水化学组成受蒸发岩溶解和矿物盐风化影响较大。延子轩等7对长江流域矿区地表水化学成因进行了分析,表明岩石风化作用是控制其水化学组成的重要因素。地表水化学组成分析是水资源质量评价中非常重要的一部分,对水资源的开发与保护具有不可忽视的意义和价值。本文通过对大连地区地表水化学组成及控制因素进行分析,探讨控制大连地区地表水化学组成的主要因素,以期为该地区地表水资源的合理开发和利用提供参考。1 数据来源大连地区地表水化学监测数据主要是由辽宁省水环境监测中心大连分中心
9、提供,该中心依据水利部水文司关于做好地表水国家重点水质站水质监测工作的通知(水文质函201937 号)及辽宁省水利厅对水环境监测工作的总体要求,按照 2021 年辽宁省水环境监测中心水质监测方案,对大连地区国家重点水质站地表水化学类型分别于 2021 年 4 月、7 月、11 月进行了 3 次监测,参数为钾、钠、钙、镁、氯化物、硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、总碱度(碳酸盐和重碳酸盐)、溶解性总固体、矿化度和总硬度共 12 项。2 地表水化学类型分析采用阿列金分类法,按水体中阴阳离子的优势成分和阴阳离子间的比例关系确定水化学类型。大连市16 处国家重点水质站地表水中存在的水化学类型共有 3 种,分别
10、为 CCa、ClCa和 SCa,其中主要以 CCa型水为主,占全市总评价断面的 87 5%。以阴离子分类来看:大连市地表水化学类型主要以重碳酸盐类为主,占总评价断面的 81 25%;其次是氯化物类,主要分布在普兰店城子坦镇入海口地区和英那河入海口地区,占总评价断面的 12 50%;硫酸盐类占大连市总评价断面的 6 25%,主要分布在普兰店安波镇,安波镇主要以温泉旅游为支柱产业,可能是洗浴后的含硫温泉废水,未经处理或仅经过简单处理直接排入自然水体中导致。以阳离子分组来看:大连市 16 处国家重点水质站地表水化学类型均为钙组。全市水型以型水为主,没有发现型、型和型水。大连市 16 处国家重点水质站
11、地表水化学类型统计见表 1。表 1 大连市 16 处国家重点水质站地表水化学类型统计河 流水质站编码地表水化学分类(阿列金分类法)水型类组型湖里河B0601003603011CCaC(重碳酸盐类)Ca(钙组)型复州河B0601006901000SCaS(硫酸盐类)Ca(钙组)型B0601007003031CCaC(重碳酸盐类)Ca(钙组)型B0601007003051CCaCl(氯化物类)Ca(钙组)型B0601007003063CCaC(重碳酸盐类)Ca(钙组)型碧流河B0601004703031CCaC(重碳酸盐类)Ca(钙组)型B0601004804000ClCaC(重碳酸盐类)Ca(钙
12、组)型24续表 河 流水质站编码地表水化学分类(阿列金分类法)水型类组型大沙河B0601005101000CCaC(重碳酸盐类)Ca(钙组)型B0601005203011CCaC(重碳酸盐类)Ca(钙组)型B0601005304000CCaC(重碳酸盐类)Ca(钙组)型英那河B0601003701000CCaC(重碳酸盐类)Ca(钙组)型B0601003803011CCaC(重碳酸盐类)Ca(钙组)型B0601003904000ClCaC(重碳酸盐类)Ca(钙组)型庄河B0601004203011CCaC(重碳酸盐类)Ca(钙组)型B0601004203021CCaC(重碳酸盐类)Ca(钙组)
13、型登沙河B0601005703011CCaC(重碳酸盐类)Ca(钙组)型3 地表水化学形成控制因素分析3 1 Pearson 相关性分析地表水化学组成因受到不同水化学过程的影响,使得各组间关系存在一定的差异性,通过 Pearson 相关性分析可判断各组分来源的一致性、差异性及其同源性5,大连地区地表水化学组成 Person 相关性分析见表 2。大连地区地表水中溶解性总固体(TDS)与 Ca2+、Mg2+、K+、SO2-4、HCO-3、Cl-以 及 总 硬 度 相 关 系 数 为0 640 0 879,呈显著正相关,说明以上几种离子是溶解性总固体(TDS)的主要来源。Na+与 K+、HCO-3呈
14、显著相关性,相关系数分别为0 588 和 0 661,说明大连地区地表水中 Na+、K+、HCO-3三者存在同一来源。而地表水中 Na+、K+与 Cl-没有呈现相关性,说明二者来源不相似,表明大连地区地表水没有受到海水入侵影响。Na+和 K+可能来自钠长石和钾长石等硅酸盐岩的风化溶解作用。Ca2+、Mg2+、HCO-3、SO2-4同总硬度之间相关系数为0 836 0 972,呈现极显著正相关,说明上述 4 种离子浓度对总硬度的大小和空间分布影响很大;Ca2+与 K+、SO2-4、HCO-3、Cl-均呈显著正相关,说明 Ca2+与它们来源相似,主要来自碳酸盐、硅酸盐的溶解作用。另外,Mg2+和
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