塔里木河中游地下水化学变化及其影响因素

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1、第３０卷第２期环境化学Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．２２０１１年２月ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＣＨＥＭＩＳＴＲＹＦｅｂｒｕａｒｙ２０１１塔里木河中游地下水化学变化及其影响因素李卫红１２２２陈永金张保华刘加珍（１．中国科学院新疆生态与地理研究所，中国科学院绿洲生态与荒漠环境重点实验室，乌鲁木齐，８３００１１；２．聊城大学环境与规划学院，聊城，２５２０５９）摘要通过对塔里木河中游输水堤防修建后，沙子河口、乌斯满和阿其河口三个断面地下水化学特征自２００１年至２００５年的时空变化的监测与分析，初步揭示了在输水堤防影响下地下水化学

2、特征变化的初步规律，结果表明，在空间上，沙子河断面地下水中离子含量距离堤防近处高，远处低，与正常状况下距离河道越远含量越低的规律相反，乌斯满断面，地下水化学变化规律受输水堤防的影响不十分明显，但地表积盐严重，阿其河断面，则呈现复杂的变化；在时间上，丰枯期地下水化学特征的正常变化规律在沙子河被彻底改变，在乌斯满和阿其河呈现出复杂变化．各化学组分含量在沙子河断面和乌斯满、阿其河断面的含量及其变化特点与断面间的环境条件的差异显著相关，沙子河断面自堤防修建后就没有地表水经过，而设有生态闸的乌斯满和阿其河断面的一定范围内在丰水

3、期还有地表过水．地下水矿化度及各主要离子含量受地下水埋深的影响极为显著，都随着地下水埋深的增加而上升．关键词输水堤防，地下水化学，塔里木河中游．河流作为人类生存与经济发展的重要水资源，其地下水化学特征的研究已是水化学研究的重要内容之一．由于区域环境的差异与社会经济发展水平的不同，对地下水化学研究的侧重点也不相同．国际上，经济发达地区的地下水受工农业生产活动的影响较大，研究的重点除三度（硬度，矿化度，总碱度）及一些常规离子［１３］外，还注重微量元素［４８］的研究．在国内，对地下水化学的研究主要从以下几方面展开：地下

4、水的水化学类型和水化学特征［９］，不同地貌单元与地质条件下的地下水化学特征及变化［１０１１］，［１２］多年水化学特征的水平和垂直地带性分布规律．水作为干旱荒漠区最关键的生态因子，不仅是绿洲生态系统构成、发展与稳定的基础和依据，而且［１３１４］决定着干旱区绿洲化与荒漠化极具对立与冲突性的生态演化过程．塔里木河干流７—９月为丰水期，水量占全年的７０％—８０％．干流中游河汊发育，河水漫溢，丰水期冲淤变化大．而下游地区由于河水来水量的日益减少，造成了沿岸植被大面积严重衰退．为此，巴州政府于２００１年在中游地区河水漫溢带实

5、施了输水堤防建设工程．为了掌握输水堤防的修建对地下水化学的影响规律，本实验对塔里木河中游的地下水进行了跟踪检测，以期对塔里木河流域的综合治理和开发提供科学依据．在了解中游河段丰枯期时间变化的基础上，本文对塔里木河中游沙子河、乌斯满和阿其河三个断面的丰、枯期主要地下水化学特征进行了对比分析；通过相关与回归分析，分析了丰枯期主要离子、矿化度与地下水位之间的相互关系．１实验部分１．１研究区概况塔里木河中游指从轮台县的英巴扎至尉犁县的恰拉，位于新疆东南部的巴音郭楞蒙古自治州境内，属暖温带极端干旱气候区［１５］２，河道总长．流

6、域面积为１．５９×１０４ｋｍ４２８ｋｍ，所形成的冲积平原坡降小，为１／５０００—１／８０００，７—９月为丰水期，３—６月为枯水期［１６］，由于泥沙在河床中沉积，汛期经常改道泛滥形成积水沼泽．本区年平均气温１０．５℃，年平均日照数轮台县为２７７８ｈ、尉犁县为２９７０．３ｈ，≥１０℃的２０１０年２月２３日收稿．国家自然科学基金（４０８７１２３９，４０８７１０５９，４０９０１２７６）资助．通讯联系人，Ｔｅｌ：１３１９９８６６８１１；Ｅｍａｉｌ：ｌｉｗｈ＠ｍｓ．ｘｊｂ．ａｃ．ｃｎ４６０环境化学３０卷年积温轮台县为４０

7、３９．４℃、尉犁县为４１８３．９℃，无霜期轮台县为２１１ｄ、尉犁县为２１４ｄ［１７］．１．２监测断面布设与水质监测在塔里木河中游沙子河、乌斯满河与阿其河三处，分别沿垂直于河道方向，布设了６口地下水位监测井，总计１８口．其中，沙子河断面的监测井在河道南岸，垂直河道延伸１．５ｋｍ，观测井距堤防距离分别为１００ｍ（Ａ１）、３００ｍ（Ａ２）、５００ｍ（Ａ３）、８００ｍ（Ａ４）、１０００ｍ（Ａ５）、１５００ｍ（Ａ６）．乌斯满断面的监测井，垂直河道延伸２ｋｍ，距堤防距离分别为１００ｍ（Ｂ１）、３００ｍ（Ｂ２）、５００ｍ（Ｂ３）、

8、１０００ｍ（Ｂ４）、１５００ｍ（Ｂ５）（由于水井损坏，数据未采用）、２０００ｍ（Ｂ６）．阿其河断面的监测井，垂直河道延伸１．５ｋｍ，距堤防距离分别为１００ｍ（Ｃ１）、３００ｍ（Ｃ２）、５００ｍ（Ｃ３）、８００ｍ（Ｃ４）、１２００ｍ（Ｃ５）、１５００ｍ（Ｃ６）．在每个断面进行定点、定期采集地下水水样与地下水位监测，采样瓶为化学样品专用塑料瓶，预先