贵州典型高原喀斯特山区浅层地下水质量的影响与评价——以普定后寨河流域为例

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浅层地下水是喀斯特山区居民生活生产的主要水源，土地利用/植被覆盖度变化(LUCC)的各种作用过程不仅影响地下水的补给部分，也影响着地下水的径流形成、水质及到达河流的径流途径，最终影响水环境水质，影响人类健康。地表植被覆盖有利于提高土壤肥力，增强水源涵养和水土保持机能，植被及其发达的根系和凋落物所形成的腐殖质层具有很强的保水能力，可以保护土壤层免受流水的侵蚀，是岩溶山区水分集聚和储存的中心。贵州普定后寨河流域喀斯特发育强烈，20世纪中后期，由于农业活动和人为干扰使得森林植被发生了严重的破坏，逐渐被农林生态系统和农业生态系统所取代，土壤质量、水质下降，特别是埋藏较浅的浅层地下水水位下降，水质日益变差。为了探究喀斯特山区浅层地下水的季节变化特征、水质情况及可能的影响因素。论文以贵州中部喀斯特发育强烈、植被覆盖度低、农业活动频繁的普定县后寨河流域浅层地下水为研究对象，通过实地调查和室内分析相结合的方法，深入分析浅层地下水水化学特征及季节变化情况，采用单因子评价法和水质综合评价法对浅层地下水进行质量评价，并探讨浅层地下水污染物来源。旨在为喀斯特山区地下水资源保护、生态恢复和可持续发展提供科学依据和理论参考。得出如下主要结论：
　　（1）在普定后寨河流域，浅层地下水主要阴离子为HCO3-、SO42-、Cl-，分别占总离子含量的53％、15%、3%，主要阳离子为Ca2+、Mg2+，分别占总离子含量的19%、6%，水化学类型主要为HCO3-Ca型水，pH为7.51—8.23，呈微碱性，NH4+-N、TP的变异系数比较大，而其他指标相对较稳定，与1994年相比，浅层地下水化学特征发生了较大的变化，除HCO3-减小外，其余主要离子在大部分地区表现为含量增加。
　　（2）从季节变化来看，Cl-、SO42-、K+、TN是春季>夏季>秋季，在冬季时其含量升高，HCO3-是春季≈夏季<秋季<冬季。NO3--N是夏季<春季<秋季<冬季。Na+、Mg2+是秋季和冬季较低。pH、NH4+-N是春季和秋季较低，4个季节中呈“N”型分布，可见，在喀斯特山区，浅层地下水具有明显的季节变化特征，其中 HCO3-、Na+、NO3--N、Ca2+、TP的季节差异显著（P<0.05），K+、Mg2+、Cl-、TN、NH4+-N、SO42-在不同季节之间存在差异，但未达显著水平。相关分析和主成分分析表明喀斯特山区，浅层地下水化学性质主要由地层岩性决定，对农业活动、居民生活活动响应敏感，其中以农业活动最为显著，居民生活活动次之。居民的农业活动和人为干扰使浅层地下水中氮、磷质量浓度升高，明显影响水质。
　　（3）水质综合评价表明，普定后寨河流域浅层地下水水质良好，且秋冬季节水质较春夏季节好。而从单项组分来看，普定后寨河流域部分采样点有的指标已超过Ⅳ类水的限值，主要是总Fe和NH4+-N质量浓度较高影响水质，总Fe的最高质量浓度为1.29mg·L-1，NH4+-N的最高质量浓度为0.71mg·L-1，这与当地人类生产生活活动有关，对浅层地下水质量具有潜在的影响。
　　（4）喀斯特山区不同农业土地利用方式下土壤理化性质差异显著，菜地的土壤质量最差，撂荒地土壤质量较好，土地在弃耕后有利于土壤养分的储备，其中以土壤碳氮的累积最显著；不同的农业土地利用方式下浅层地下水化学组分发生了一定的变化，菜地、玉米地、水田的浅层地下水中 HCO3-、SO42-、Cl-的平均质量浓度较撂荒地区高，菜地浅层地下水中K+、Na+、Ca2+、Mg2+、TN、NH4+-N、TP的平均质量浓度较其它用地高，可见，菜地浅层地下水水质较差，矿化度较高，撂荒地浅层地下水水质较好；相关分析表明浅层地下水对土壤质量变化的响应敏感，且浅层地下水水质与土壤质量呈正相关关系。
　　可见，在喀斯特山区，浅层地下水具有明显的季节变化特征，水质整体较好，对人为干扰响应敏感，土壤与浅层地下水关系密切，农业用地过程中需合理利用土地资源，推进退耕还林还草、生态农业等生态工程建设，有效的防治土壤质量退化和浅层地下水污染。

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作者
郭琴;
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作者单位

贵州师范大学;

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授予单位贵州师范大学;
学科分析化学
授予学位硕士
导师姓名龙健;
年度 2017
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总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类地下水资源管理;岩溶（喀斯特）地貌学;
关键词
喀斯特山区; 浅层地下水; 水化学特征; 水质量评价; 土地利用影响;

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