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广州市浅层地下水化学时空分布特征及其对土地利用类型的响应

         
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摘要

Water security is a critical issue in Guangzhou, which serves as the political and economic center in the Pearl River Delta with a population more than 15 million. Although water supply usually comes from Dongjiang River, Xijiang River and Beijiang River, groundwater could be the most viable water source in any emergency water crises due probably to water pollutionand so on. Spatial and temporal change in groundwater quality and its influence factors are scientific bases for protection and use of groundwater resources. Seventy-two shallow groundwater samples were collected in December, 2014 and July, 2015 in Guangzhou to investigate the spatial and seasonal distribution of geochemical characteristics and hydro-chemical types. TDS and pH were measured in situ, while Na+, Ca2+, K+, Mg2+, Cl-, SO42-, HCO3- were measured by ion chromatography in the laboratory. GIS tool was used to figure out the relationship between the contamination of shallow groundwater and land use pattern in Guangzhou by Duncan multiple range test. Spatial variation of geochemical characteristics was found to be more significant than seasonal change, which occurs chiefly in the dry season. Na+ and Cl- showed their largest variation compared to the other parameters. The value of pH increased from northeast to southwest due to the thin soil layer and thus a weak buffer to acid rain in northern Guangzhou. The spatial distribution of TDS was similar to pH with a high TDS in the agriculture land and vulnerable areas in response to anthropogenic activities and probable seawater intrusion. The shallow groundwater was dominated by Ca+Mg-HCO3 type but changed to Na+K-Cl+SO4 type in the urban area and coastal area. The spatial variation of land use contributed to the change in hydro-chemical characteristics of different districts of Guangzhou. The concentration of K+ and SO42- in shallow groundwater had a positive correlation with the area of agricultural land, while the concentration of Na+ was high in the urban area and the concentration of Cl- was high in these two areas.%广州市作为珠三角地区的政治经济中心,人口数已经超过1500万,因此,其供水安全问题至关重要.虽然广州市目前供水主要来源于东江、西江和北江,但是水污染等问题使得其供水能力较为脆弱,而地下水作为应急水源,了解其水质及影响因素为重中之重.为了解广州市地下水化学特征概况和土地利用类型对地下水的影响,分别于2014年12月(旱季)和2015年7月(雨季)各采集72个浅层地下水水样,分析水中pH、TDS和主要的七大离子含量;运用GIS的相关技术方法分析水化学性质的时空分布特征,对水化学类型区域进行划分;采用Duncan多重比较法分析土地利用类型对地下水化学特征的影响.结果表明,广州市浅层地下水化学特征季节性差异不显著,但空间上存在较大差异,其中Na+和Cl-在空间上的变异性最大.由于广州市东北地区土壤层较薄,对酸雨的缓冲能力较弱,并且作为流域内的主要补给区,其pH值较低,pH总体呈现出东北低西南高的分布趋势;TDS主要受到海水的影响呈现出与pH相似的分布趋势,另外,农耕地覆盖下和脆弱性较高地区的地下水中的TDS含量相对较高.广州市浅层地下水水化学类型以Ca+Mg-HCO3为主,沿海区域和中心城区由于海水入侵和人类活动的影响导致水化学类型向Na+K-Cl+SO4型转变.根据差异性分析结果,土地利用方式会对地下水造成一定的影响,但是较为分散的土地利用方式对地下水的影响效果不显著,而由于行政功能划分不同造成的各土地利用方式在不同行政区的比例差异却会对地下水化学性质造成显著的影响.K+与SO42-在浅层地下水中的含量与农耕用地面积存在正相关关系,Na+则主要与城镇用地面积相关,Cl-同时受农耕用地和城镇用地的影响.

著录项

  • 来源
    《生态环境学报》 |2017年第9期|1539-1546|共8页
  • 作者

    张明珠; 王卓微; 黎坤; 陈建耀; 高磊; 李绍恒; 资惠宇; 黄晓旭; 邓玉军;

  • 作者单位

    广州市水务科学研究所,广东 广州 510220;

    中山大学地理科学与规划学院,广东 广州 510275;

    中山大学地理科学与规划学院,广东 广州 510275;

    中山大学地理科学与规划学院,广东 广州 510275;

    中山大学地理科学与规划学院//广东省城市化与地理环境空间模拟重点实验室,广东 广州 510275;

    中山大学地理科学与规划学院,广东 广州 510275;

    中山大学地理科学与规划学院,广东 广州 510275;

    广州市防汛防旱防风总指挥部办公室,广东 广州 510275;

    广州市水务工程建设管理中心,广东 广州 510275;

    广州市水务局执法监察支队,广东 广州 510275;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 环境水文学;
  • 关键词

    广州市; 浅层地下水; 时空分布; 水化学性质; 土地利用;

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