天山托木尔峰青冰滩72号冰川径流水化学特征研究

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位于高寒地带的冰川作用区,受人类直接活动影响是有限的,各种水体中化学物质的含量代表了在自然界中未受到人类活动影响的水文化学的本底值,其含量的化学组成及演化过程能够更直接的反映流经途径区域的水文地质特征。天山托木尔峰地区是天山地区冰川数量最多,规模最大的冰川分布区。然而,到目前为止,国内对该区水化学的研究还极为有限,因此,开展托木尔峰地区冰川融水的水文化学作用研究意义重大,不仅有助于我们了解未来气候条件下山区河流水质的变化,还可以为大气环境和高山生态环境之间的相互作用关系研究做铺垫。本文根据2008年8月采集的31个径流样品及研究区岩石样品,分析探讨了托木尔峰青冰滩72号冰川融水径流的水化学特征及径流中离子来源的主要影响因素。通过研究得到如下主要结论:
　　(1)72号冰川水化学类型为 HCO3--Ca2+型,阳离子浓度顺序为:Ca2+>Na+>Mg2+>K+>NH4+;阴离子浓度顺序为:HCO3->SO42->Cl->NO3-;其离子浓度顺序为:HCO3->SO42->Ca2+>Cl-> Na+> NO3-> Mg2+>K+>NH4+,青冰滩72号冰川径流的离子组成与托木尔峰地区南坡河流上游特征相符合。径流中各主要离子浓度的变化趋势基本相同,除 NO3-与其他离子相关性较差以外,其他离子正相关显著。降水量与离子浓度正相关显著,表明影响河水离子浓度变化主要是因来源于冰川表碛物和冰川侧脊区,受降水等引起的水岩相互作用融入径流离子的影响。而温度条件也是影响河流离子浓度的重要因素。流量和离子浓度呈负相关系。
　　(2)Gibbs图表明控制河水离子变化的主要因素为岩石及土壤风化作用(水-岩交换过程),其他影响因素处于次要地位。主成分分析与相关分析结果一致,表明离子来源可以分为三类,第一类为局地源的离子,包括 Cl-、Na+、K+、Mg2+、HCO3-和 SO42-;第二类为来源比较特殊,基本不受其它离子影响的NO3-;第三类为来源多样的Ca2+。通过 Piper图示结合离子组合比值法进一步分析,表明冰川及河床周围分布的大量冰碛物和岩石为硅质结晶片岩,径流中的离子主要来源于这些物质中的碳酸盐(方解石)、黄铁矿、长石类及黑云母类矿物的风化,碳酸盐和黄铁矿水化学反应彼此促进增长。大气降水本身对径流产生稀释作用,同时降水增加径流流量,加强水岩作用,增加径流中的离子含量,沙尘暴会影响径流中离子浓度,大气输入属于突发性事件。冰川融水对径流水化学特征的影响不容忽视。

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作者
赵爱芳;
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作者单位

西北师范大学;

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授予单位西北师范大学;
学科自然地理学
授予学位硕士
导师姓名张明军;
年度 2013
页码
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类冰川;径流;
关键词
冰川径流; 水化学特征; 离子浓度;

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