2 研究区水化学特征
本研究在区内采集雨水 1件 ,
地表水 13件 , 泉水 12件 , 共计 26 件水样 , 如图 1。 水样简分析在 西
南冶金地质测试所测试 。氢氧稳定
同位素在中国地质科学院岩溶地质
国土资源部岩溶动力学重点实验室
所作测试 。 氢同位素测定采用锌反
应法 , 氧同位素测定采用氧 -二氧
少 , 仅占 1% ～ 3%, 春季与秋季的降水量分别占全年降水量的 13% ～ 19%和 21% ～ 29%。年均 暴雨日数为 2.0 ～ 6.7 ｄ。 暴雨开始期一般出现在每年 4 ～ 10月 , 平均暴雨开始期在 6月下旬至 7 月初 。
研究区地处龙门山褶皱带 , 山势较陡 , 第四系残基堆积层较薄 , 大气降水到达地面后大多数 汇入雎水河 , 为下游干河子的主要产流区 , 而在两沟交汇处如上广东坝或者河流转弯处如太平场 也有一定厚度的第四纪的冲洪积层可以较多地接受大气降水和河流的入渗补给 。流域在构造上处 于龙门山隆起带的北东向挤压带和太平场旋卷构造带的结合部位 , 断裂和褶皱非常发育 , 因而地 表水也常常在一些海拔较高处沿破碎带迅速下渗再在雎水河两岸以泉的形式出露 。 根据前人的区 域水文地质调查资料 , 全流域共有泉点 10 个 , 其中 0 ～ 10 Ｌ/Ｓ泉点 3 个 , 10 ～ 100 Ｌ/Ｓ泉点 3 个 , 大于 100 Ｌ/Ｓ泉点 4个 。雎水河在雎水镇出山后形成广阔的洪积扇 , 由扇缘到扇顶颗粒逐渐 变大 , 透水性变好 , 因而地下水常常在扇顶接受大气降水和河流的补给 。
为 Ｑ5的 189.95 ｍｇ/Ｌ。 均属于低矿化度水 , 可见泉水从补给处到排泄处的径流途径不太长 。
(2)泉点矿化度从上游到下游逐渐变小 , 且变小的幅度和地表水相一致 , 说明该流域的地
表水和地下水水力联系紧密 。
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广东微量元素科学 2010年 ＧＵＡＮＧＤＯＮＧＷＥＩＬＩＡＮＧＹＵＡＮＳＵＫＥＸＵＥ 第 17卷第 8期
1 研究区概况
雎水河流域位于安县西北部 , 处于龙门山中段 , 属于中 、 高山构造侵蚀 、 溶蚀峡谷地貌 。 区 内山脉走向主要为南西 -北东向及近南北向 , 地形起伏较大 , 沟壑纵横 , 坡陡谷深 , 山峰林立 , 地势整体北西高 , 南东低 。研究区内海拔高度一般为 1 200 ～ 2 000 ｍ, 坡度一般在 25 ～ 55°, 最 陡可达 70°以上 。 最高峰是位于西北侧的三尖山 , 海拔标高约 3 021 ｍ, 向东南降到区内最低点 雎水镇附近 , 标高约 665ｍ, 相对高差达 2 356ｍ。雎水河水面海拔则由上游的 1 300ｍ逐渐降至 雎水镇附近的 700 ｍ。
流域属中亚热带湿润季风气候区 , 干湿季节分明 。 全年气候温和 , 雨量充沛 , 日照较足 , 无 霜期长 ;春来较早 , 夏长秋短 , 四季分明 。平均气温为 14.7 ～ 17.3 ℃。降水量比较充沛 , 年均 降水量 825.8 ～ 1 417ｍｍ。 降水量的季节分布以夏季降水量最多 , 占全年的 49% ～ 61%;冬季最
件较好 , 蒸发较弱 。
Ｐｉｐｅｒ三线 图为 分析 水化 学 组
分特征的常用方法 , 此次分析做的
ｐｉｐｅｒ三线 图 单 位 为 摩尔 百 分 数 ,
表示该阴离子或阳离子的摩尔所占
阴离子或阳离子总数的百分比 。 样 点越靠近某端点表示该样点相应的
图 1 雎水流 域采样点位置图
离子摩尔百分数越高 。
通过对这些地表水点的水化学特征简表 (表 1)和 Ｐｉｐｅｒ三线图 (图 2)可以发现以下一些特点 。
有
关 , 可能是因为流经了含煤地层 。
关键词 :雎水河流域 ;水化学特征 ;地表水与地下水转化
中图分类号 :Ｐ 342 文献标识码 :Ａ
一个流域的地表水和地下水始终处于相互转化之中 。大气降水在到达地面后一部分通过地表 径流汇入河流 , 一部分通过入渗补给地下水 , 当地下水流经基准侵蚀面或者受隔水层阻挡时又会 以泉的形式出露地表转化为地表水 , 而地表水也会以入渗等方式再次补给地下水 。 天然水的化学 成分是水在循环过程中与周围环境长期相互作用的结果 , 因此 , 天然水的化学成分从一定程度上 记录着水体形成 、 运移的历史 , 是了解地下水与地表水相互作用的一种有效示踪方法[ 1] 。
图 3 雎水河流域泉水 Ｒ型聚类分析
Ｑ12的 ＨＣＯ3的摩尔百分数高达 75% ～ 90%, Ｑ8的 ＳＯ24 - 摩尔百分数最高 , 达到 63%。
180.26 ｍｇ/Ｌ。
(3)研究 区地表水 从上游到 下游矿
化度逐渐降低, 上游平均矿化度为
351.60 ｍｇ/Ｌ, 中游平均矿化度为 297.97
ｍｇ/Ｌ, 下游平均矿化度为 282.62 ｍｇ/Ｌ。
(4)地表水点都落在 Ｐｉｐｅｒ三线图三 角形 的 左 侧 一 边 , 说 明 水 中 离 子 Ｃｌ-、
图 2 雎水流域地表水及泉水 Ｐｉｐｅｒ三线图
Ｎａ+、 Ｋ+相对较贫乏 , 而 Ｃａ2 + 、 Ｍｇ2 +、 ＨＣＯ-相对较多 , 按舒卡列夫法分类主要的水化学类型为
ＨＣＯ3 · ＳＯ4 — Ｃａ·Ｍｇ、 ＨＣＯ3 · ＳＯ4 — Ｃａ和 ＨＣＯ3 — Ｃａ·Ｍｇ型 。 (5)从阳离子来看 , 所有地表水点的 Ｃａ2+的摩尔百分数都在 50% ～ 80%之间 。 从阴离子来
化碳平 衡法 , 测定 仪 器为 ＤｅｌｔａＳ
Ｔｈｅｒｍｏｑｅｓｔ型气体源稳定同位素 质
谱仪 , 测定结 果以相对于 ＶＳＭＯＷ
标准的千分差表示 , 测定精度分别
为 ±2.0‰和 ±0.1‰。 2.1 地表水化学特征
研究流域地处山区 , 河道两岸
山高坡陡 , 大气降水到达地面后迅
速形成坡面径流汇入河道 , 径流条
(3)黄洞子沟处所取的 3个泉点以及斑竹园电厂下游 500 ｍ雎水河右岸公路下的泉点矿化 度相对较大 。利用 ＳＰＳＳ软件对雎水河流域的 13个泉点做聚类分析 , 如图 3可见 , ＳＯ24- 离子及 Ｃａ2 +与 ＴＤＳ的相关性最好 , 如表 2中看出 Ｃａ2 +与 ＴＤＳ的相关系数为 0.933, ＳＯ24 -与 ＴＤＳ的相关 性为 0.98, 所以说水中的 ＳＯ24 - 较高是矿化度偏大的主要原因 。 根据分析 ＳＯ24 - 与黄洞子沟地处层 有关 , 黄洞子沟所处的二叠系地层含有煤层 、 煤线 、 炭质页岩 , 煤矿中含有大量的 ＦｅＳ[ 2] , 当地 下水流经这些煤层时 , Ｓ2 -被水中的 Ｏ2氧化生成 ＳＯ24 - 并随水溶滤出来 [ 3] , 从而使泉水中的 ＳＯ24 -
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广东微量元素科学 2010年 ＧＵＡＮＧＤＯＮＧＷＥＩＬＩＡＮＧＹＵＡＮＳＵＫＥＸＵＥ 第水
泉水
中游
地表水
泉水
下游
地表水
泉水
样品数 1 4 4 6 4 3 4
表 1 雎水流域水化学特征简表
ｐＨ
矿化度 /(ｍｇ· Ｌ- 1)
对较多 , 按舒卡列夫法分类主要的水化学类型
为 ＨＣＯ3 · ＳＯ4 — Ｃａ和 ＨＣＯ3 — Ｃａ·Ｍｇ型 。 (5)从阳离子来看 , 所有地表水点的 Ｃａ+
的摩尔百分数都在 50% ～ 80%之间 。 从阴离子
来看 , 大部分地表水点的 ＨＣＯ-3 和 ＳＯ24 - 的摩尔 百分 数 在 40% ～ 60%之 间 , 其 中 , Ｑ7、 Ｑ5、
摘 要 :为了解特定流域的水化学特征及其运 移和转化的 历史 , 为水资 源科学管理 提供依 据 , 分
析了小流域雎水河的水化学特征 。 结果表明 :(1)雎水河流域主要是大 气降水补给 的地矿化度 的
溶滤水 。
(2)雎水河 全线都是地下水补给地表水 。
(3)部分
泉点矿
化度相
对较高
与
ＳＯ2 4
-
较高
断裂 , 北川冲断裂 , 大火地斜冲断裂 4个大的断裂带 , 受断裂和褶皱的影响地层破碎 , 河谷两岸 出露较多泉点 。 通过这些泉点的水化学特征简表和 ｐｉｐｅｒ三线图可以发现其以下特征 。
(1)泉水的矿化度介于 180 ～ 530ｍｇ/Ｌ之间 , 其中矿化度最高为 Ｑ8的 522.91 ｍｇ/Ｌ, 最低
水化学类型
5.9 3 7.5 1 7.3 2 8.0 4 8.0 7 8.0 1 8.4 0
9.41 351.60 373.69 297.97 297.35 282.62 282.81
ＨＣＯ3· ＳＯ4— Ｃａ· Ｍｇ ＨＣＯ3 · ＳＯ4 — Ｃａ· Ｍｇ ＨＣＯ3· ＳＯ4— Ｃａ· Ｍｇ ＨＣＯ3· ＳＯ4— Ｃａ ＨＣＯ3· ＳＯ4— Ｃａ· Ｍｇ ＨＣＯ3· ＳＯ4— Ｃａ ＨＣＯ3· ＳＯ4— Ｃａ· Ｍｇ ＨＣＯ3 — Ｃａ· Ｍｇ ＨＣＯ3· ＳＯ4— Ｃａ· Ｍｇ ＨＣＯ3 — Ｃａ· Ｍｇ ＨＣＯ3· ＳＯ4— Ｃａ· Ｍｇ ＨＣＯ3 — Ｃａ· Ｍｇ
雎水河发源于龙门山 , 流域绵延约 30 ｋｍ, 在雎水镇出山后汇入干河子 , 为嘉陵江水系的上 游支流 。流域面积约 100余 ｋｍ2 , 为典型的小流域 。流域内泉点出露较多 , 更兼煤洞开采而使地 表水与地下水水力联系紧密 。 雎水河是雎水镇人民生活生产用水的主要来源 , 了解其水化学特征 及地下水与地表水的转化规律 , 对于流域水资源的科学管理 , 缓解流域水资源供需矛盾及流域生 态环境建设具有举足轻重的作用 。
收稿日期 :2010 - 07 -11 作者简介 :左蔚 (1985— ), 男 , 成都理工大学环境地质 2008 级硕士研究生。
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广东微量元素科学 2010年 ＧＵＡＮＧＤＯＮＧＷＥＩＬＩＡＮＧＹＵＡＮＳＵＫＥＸＵＥ 第 17卷第 8期
看 , 大部分地表水点的 ＨＣＯ-3 和 ＳＯ24 - 的摩尔百分数在 40% ～ 60%之间 , 另外 , Ｈ3的 ＨＣＯ-3 的摩 尔百分数达到 75%, Ｈ12的 ＨＣＯ-3 的摩尔百分数达到 85%。