四川盆地南緣典型紅層山區(qū)水文化學(xué)特征及水質(zhì)評(píng)價(jià).pdf

1、紅層廣泛分布于我國(guó)西南地區(qū)，以四川紅層盆地最為典型。近年來(lái)，位于盆緣的紅層山區(qū)在生態(tài)旅游的推動(dòng)下，受到越來(lái)越多的關(guān)注，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)其的影響也隨之增加。在了解紅層山區(qū)水質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，如何合理開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)紅層山區(qū)水資源成為亟待解決的問(wèn)題。文章結(jié)合區(qū)域水文地質(zhì)背景，從水文地球化學(xué)角度出發(fā)，研究了紅層山區(qū)地表水及地下水的水化學(xué)特征以及水化學(xué)時(shí)空變化規(guī)律，并運(yùn)用主成分分析法對(duì)其水質(zhì)進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，以掌握紅層山區(qū)水質(zhì)特點(diǎn)及影響水質(zhì)變化的原因。

2、r>　　本文以四川盆地南緣紅層山區(qū)為研究對(duì)象，選取黔渝交界的習(xí)水—江津紅層山區(qū)為典型區(qū)域，以一個(gè)完整水文年為尺度，對(duì)研究區(qū)地下水及地表水進(jìn)行系統(tǒng)采樣，主要采用野外監(jiān)測(cè)手段、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)分析、數(shù)理分析等方法，系統(tǒng)分析了研究區(qū)地表水及地下水的水文地球化學(xué)特征、時(shí)空變化規(guī)律及水質(zhì)特點(diǎn)。初步得到以下主要結(jié)果：
　?。?）研究區(qū)各水體水化學(xué)類(lèi)型主要有 HCO3·SO4-Ca型、SO4·Cl-Ca型、SO4·Cl-Ca·Na型和HCO3·SO4-

3、Ca·Na型四種，以HCO3·SO4-Ca型為主，大茅坡處地表水及地下水以SO4·Cl-Ca型為主。通過(guò)Gibbs圖分析，水化學(xué)組分分布在巖石風(fēng)化控制區(qū)域，表明研究區(qū)地表水和地下水主要受到巖石風(fēng)化作用的影響。區(qū)內(nèi)地下水pH值整體偏酸性，陰離子組成以 SO42-最為顯著，預(yù)測(cè)主要與研究區(qū)紅層含水層中硫化物礦物及下部石膏團(tuán)塊風(fēng)化溶解有關(guān)，陽(yáng)離子組成以 Ca2+濃度最為顯著，主要來(lái)自砂巖、頁(yè)巖中碳酸鹽等鈣質(zhì)膠結(jié)物的風(fēng)化溶解。水化學(xué)類(lèi)型、礦化度

4、、pH值受?chē)鷰r化學(xué)成分的影響大。
　?。?）地表水各樣點(diǎn)的pH值變化范圍基本都在6.36~7.34之間，季節(jié)變化幅度小。大茅坡山頂兩處蓄水池和地下水由于受地層中硫化物礦物的氧化作用影響。pH值大多呈酸性，且季節(jié)變幅較大。后槽頂農(nóng)耕區(qū)地表水及地下水的電導(dǎo)率受農(nóng)業(yè)活動(dòng)影響，變化幅度明顯大于大茅坡與大窩凼各樣點(diǎn)，其地下水電導(dǎo)率和pH值的季節(jié)變化趨勢(shì)相似，雨季降低旱季升高，可能與pH值和電導(dǎo)率在雨季受到雨水的稀釋作用有關(guān)。地表水不同水體陽(yáng)

5、離子濃度變化趨勢(shì)基本一致，灌溉水和溝谷溪水季節(jié)變幅較大，豐水期高于枯水期。大窩凼和大茅坡山頂?shù)乇硭年?yáng)離子和Cl-、NO3-濃度季節(jié)變幅均很小，這與林地覆蓋率高、人類(lèi)活動(dòng)較少有關(guān)。山頂?shù)叵滤腘a+主要來(lái)自含鹽地層分化溶解，SO42-濃度季變幅最大，豐水期濃度低，枯水期和平水期濃度變化不大。
　?。?）研究區(qū)地下水類(lèi)型主要為紅層砂巖、泥巖淺層風(fēng)化帶裂隙水，埋藏淺。其補(bǔ)徑排條件受山地地貌的控制十分明顯，具有就地補(bǔ)給、就近排泄的特點(diǎn)，

6、地下水主要受到大氣降雨和農(nóng)灌水入滲兩種補(bǔ)給方式。隨著海拔和坡位的降低，土地利用方式由林地轉(zhuǎn)換為耕地，地下水離子濃度除SO42-之外，整體呈逐漸增加趨勢(shì)，表明農(nóng)耕區(qū)地下水受農(nóng)業(yè)活動(dòng)影響較顯著。
　?。?）通過(guò)主成分分析法對(duì)研究區(qū)地表水及地下水水質(zhì)進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。地表水第一主成分載荷量顯示，地表水化學(xué)成分受地質(zhì)背景影響大于人類(lèi)活動(dòng)輸入，同時(shí)第二主成分也顯示出紅層區(qū)Fe和Mn濃度普遍較高，這主要來(lái)自紅層中黃鐵礦等硫化物礦物的溶解遷移，在

7、酸性水的作用下，把地層中三價(jià)鐵離子還原成可溶的二價(jià)鐵離子，地表水綜合主成分得分顯示，隨著農(nóng)業(yè)活動(dòng)等外界環(huán)境的物質(zhì)輸入量增大，后槽頂?shù)乇硭|(zhì)較大窩凼和大茅坡稍差，分析結(jié)果與實(shí)際情況相符；地下水第一主成分和第二主成分反映出水質(zhì)主要受水—巖作用影響，Ca2+和Na+離子濃度分別受紅層中鈣質(zhì)膠結(jié)物和含鹽巖的風(fēng)化溶解，SO42-和 Fe含量普遍較高的主要原因也是受到紅層地質(zhì)背景的影響，人類(lèi)活動(dòng)影響很小。
　?。?）紅層山區(qū)地下水資源作為村