环境科学  2022, Vol. 43 Issue (1): 220-229   PDF    
无定河流域地表水地下水的水化学特征及控制因素
李书鉴, 韩晓, 王文辉, 李志     
西北农林科技大学资源环境学院, 杨凌 712100
摘要: 以无定河流域为研究区,分析地下水和地表水水化学特征,讨论溶质来源及其控制因素,为水质管理提供参考依据.考虑季节效应,在枯水期和汛期分别进行水样采集,综合运用图解法、相关性分析和正向推演模型分析水化学时空演化特征,探讨水化学形成机制并定量不同来源对溶质的贡献率.结果表明,无定河流域水体整体呈弱碱性,主要的阴、阳离子分别为HCO3-和Na+,水化学类型多数地区呈现HCO3·SO4-Na·Ca型.水质自西向东沿河道逐渐变差,超Ⅲ类水集中分布在枯水期支流和汛期下游.阳离子交换作用导致水中Na+和K+浓度增多,不同时期水体的NO3-和HCO3-浓度差异性显著,可能受季节降水淋溶土壤与土地利用类型的影响.蒸发岩风化和硅酸盐岩风化对无定河流域水体溶质贡献较大,枯水期分别为35.0%和46.5%,汛期分别为46.7%和42.3%.
关键词: 无定河      水化学      时空差异      离子来源      控制因素     
Hydrochemical Characteristics and Controlling Factors of Surface Water and Groundwater in Wuding River Basin
LI Shu-jian , HAN Xiao , WANG Wen-hui , LI Zhi     
College of Natural Resources and Environment, Northwest A&F University, Yangling 712100, China
Abstract: Taking Wuding River as the research object, the study explored the hydrochemical characteristics and discussed the source of solute and control factors of groundwater and surface water in the basin, in order to provide a reference for water quality management. Considering the seasonal differences, water samples were collected during the dry season and the flood season. By comprehensively using graphic methods, correlation analysis, and forward deduction models, we analyzed the temporal and spatial evolution characteristics of water chemistry, explored the formation mechanism of water chemistry, and quantified the contribution rates of different sources to solutes. The results showed that the overall water quality was weakly alkaline in Wuding River basin. HCO3- and Na+ were the main anions and cations in the water, respectively, and the main water chemistry type was HCO3·SO4-Na·Ca. The water quality gradually deteriorated along the river course from west to east, and the sampling points that exceeded the level Ⅲ water were mainly distributed in tributaries during the dry season and downstream during the flood season. The cation exchange effect increased the Na+ and K+ in the water, and NO3- and HCO3- differed significantly in different seasons, which may be affected by seasonal precipitation leaching soil and land use types. Evaporite weathering and silicate weathering were the main sources of solute contribution in the Wuding River basin, which were 35.0% and 46.5% in the dry season and 46.7% and 42.3% in the flood season, respectively.
Key words: Wuding River      water chemistry      spatiotemporal variation      ion source      control factors     

水资源不仅是维持生命的必要因素, 更是维系人类社会正常发展的重要资源[1].受自然和人为因素影响, 自然水的循环模式和溶质来源也趋于复杂化[2].近年来, 频繁的人为活动(例如人口增长、水资源过度开发和农业集约化扩张等)引起水量减少和水质恶化, 对水环境造成诸多负效益, 这些问题在半干旱和干旱地区则显得更为严重[3, 4].例如在陕北的无定河流域, 水资源短缺状态等问题制约着经济发展与生产生活等[5].加之人为污染和水资源管理不善导致水质逐步下降, 使原本稀缺的水源变得更少, 从而加剧了旱区缺水状况[6].因此, 要想综合治理流域水质和有效指导水资源分配, 研究水化学特征及其控制因素则必不可少.

自然条件下的水质状况可通过河流水化学特征反映出来, 溶质受岩石风化、地质地貌和大气沉降等诸多因素影响[7]. Piper图[8]、Gibbs图[9]和Na端元图[10]等传统水化学研究方法的出现, 为溶质来源的定性分析提供了便利[11~13]; 李洲等[14]运用正向推演模型, 定量计算出蒸发盐、硅酸盐和碳酸盐等岩石风化作用对黄土塬区地下水溶质的贡献比重; 马艳华等[15]利用δ34S同位素示踪技术, 对岩溶地下水中硫酸盐进行溯源分析, 发现主要来源除了矿石溶解等自然因素外, 还存在工业废水入渗等人为因素.人类活动对于流域地表水和地下水的溶质贡献是不容忽视的, 以渭河流域为例, 人类活动贡献率可达到3% ~10%[16].此外, 流域水化学特征还存在着较大的季节差异, 这与枯汛期降水量不同等原因有关.Li等[17]的研究认为, 汛期暴雨加剧了渭河流域的水土流失, 使径流和泥沙携带大量溶质进入河流, 导致河水硝酸盐升高.何姜毅等[18]通过比较黄河流域多个时期的溶解性离子浓度, 发现丰水期的河水溶解性离子浓度普遍低于其他时期, 推测相对清洁的雨水对地表径流起到了一定的稀释作用.可见, 季节影响在不同流域产生的效应存在差异.

黄土高原为中国干旱-半干旱过渡区, 其各个河流的水文过程备受关注[19].已有学者对渭河[17]、泾河[20]、窟野河[21]和汾河[22]等流域的水化学特征展开了大量的研究.无定河位于黄土高原中部, 长期处在严重的水土流失[23]和水资源分布不均等窘境[24], 对综合水质管理有着迫切的需求.但目前对无定河流域水化学控制机制的研究尚少, 季节变化对溶质的影响机制也尚未明晰.因此, 本研究采集无定河流域枯、汛期水样, 对流域水化学特征及时空差异性进行分析, 对水化学控制因素及溶质来源展开讨论, 旨在为无定河流域的综合治理和旱区水资源统筹利用提供合理的依据.

1 材料与方法 1.1 研究区概况

无定河位于陕西北部, 属于黄河一级支流, 为半干旱大陆季风性气候, 流域大多位于内陆地区, 水流自西北向东南汇入黄河[图 1(a)].发源于榆林—延安交界处的白于山[25].河流干流全长491.2 km, 平均比降1.79‰, 流域面积约3×104 km2[26].支流多且分散, 整体呈现树状.根据地貌形态景观, 流域可分为西北风沙区和东南黄土区(覆盖50~100 m黄土)[27], 是陕西输出粗砂最多河流.风沙区支流稀少且短小, 黄土区支流多且长.降水集中在汛期且多为暴雨, 年均降水量为409.1 mm[28].土地利用类型以农地(28.6%)、林地(5.6%)、草地(44.0%)、水域(0.8%)、居民区(0.5%)和荒地(20.6%) 为主.未利用土地占比大, 水域面积小, 且城市农田沿河修建, 提高了潜在污染风险[图 1(b)].

图 1 无定河流域位置、采样点和土地利用类型 Fig. 1 Location, sampling point, and land use type of Wuding River basin

1.2 样品采集与分析

考虑季节效应, 于2013年4月采集枯水期水样30个(地表水19个, 地下水11个), 2019年8月采集汛期水样35个(地表水23个, 地下水12个), 探究水化学的时间差异.虽然两次取样的年份间隔6 a, 但仍可很好代表枯水期和汛期两个季节, 因为年内季节变化对溶质的影响远大于年际变化的影响.例如, 黄河流域在1958~1984年间主要离子的年际变化系数小于0.23, 但年内变化系数在0.64左右[29].

水样采集瓶使用的是150 mL的PE瓶, 采集前保证清洁干燥, 采集时先用水样对取样瓶进行多次润洗, 以减小误差.采取地表水时, 尽量选择有明显水流处的位置, 回避水库及明显的人为污染点.地下水一般采河流附近的井水或泉水, 抽取半小时后进行采样, 以保证所采集水样为新鲜地下水.现场测定记录样点经纬度位置和高程, 采用便携式多参数仪(SG78-FK-CN)测定水样pH值、温度(T)和溶解性总固体(TDS), 仪器精度分别为0.1、0.1℃和1 mg·L-1.采样后用封口膜封紧瓶盖, 防止空气进入.通过快递将当天采集的样品送回实验室, 运输过程中储存在0~4℃恒温箱中, 并在样品收集的当天或后一天测定主离子浓度.所有水样经0.45 μm尼龙过滤器(Whatman)原位过滤后, 用美国ThermoFisher Scientific生产的全谱等离子体生成谱仪(ICAP-6300)测定Ca2+、Mg2+、Na+和K+等阳离子, 检测下限为1 μg·L-1; 采用美国Thermo Fisher Scientific生产的离子色谱仪(ICS-1100)测定SO42-、Cl-和NO3-等阴离子, 检测下限为1 mg·L-1; 采用盐酸滴定法测定HCO3-, 阴、阳离子的测定误差低于0.1%[30].

1.3 数据分析方法

基于文献[31, 32], 结合ArcGIS技术, 对流域内水质进行评价并分析其的空间变化; 使用Piper图确定流域内水化学类型, 以Gibbs图、端元图和相关性分析等方法定性描述水化学特征及演变机制, 基于正向推演模型[33, 34]定量计算各个因素对离子来源的贡献率.

2 结果与分析 2.1 主要离子特征

无定河流域地表水和地下水的pH平均值均在8以上(表 1), 整体呈弱碱性.图 2显示不同时期各离子浓度的变化范围.在枯水期, 地表水ρ(TDS)介于424~4 503 mg·L-1, 均值为1 186 mg·L-1, 高于渭河[17]、泾河[20]和汾河[35]等其他黄河支流, 与同为旱区的喀什噶尔河[36]、Tigris[37]和Euphrates[37]等河流的TDS值相近, 且Na+都占据较高的比重.枯水期地下水ρ(TDS)为419~2 826 mg·L-1, 均值为1 200 mg·L-1, 远高于汛期地下水ρ(TDS)的平均值802 mg·L-1.汛期地表水ρ(TDS)为230~1 020 mg·L-1, 平均479 mg·L-1, 在4组样品中最低, 但依旧高于Nile River[38]和世界其他河流的平均水平[10].除枯水期地表水外, 其他各个时期地下水、地表水阴阳离子浓度均值大小呈: HCO3->SO42->Cl->NO3-和Na+>Ca2+>Mg2+>K+.枯水期地表水的Mg2+高于Na+.

表 1 无定河流域地表水、地下水水化学参数统计 Table 1 Statistics of hydrochemical parameters of surface water and groundwater in Wuding River basin

*表示P<0.05, 枯、汛期差异显著 图 2 不同季节下地表水、地下水浓度变化箱形图 Fig. 2 Box plots showing variations in surface water and groundwater in different seasons

2.2 水化学相

如Piper三线图所示(图 3), 阳离子三角图中, 多数样点远离Mg2+端而集中于(Na++K+)端, 且主离子为Na+.虽然Ca2+占比大于50%的样点仅10个, 仅占样点数的15.4%, 但有以Ca2+为主导阳离子的样品存在, 例如G8和G22.阴离子三角图中, 样点主要集中(CO32-+HCO3-)端元处, 除G22以外, Cl-和SO42-占阴离子的比重均低于50%.

图 3 无定河流域地下水和地表水Piper三线图 Fig. 3 Three-line diagram of groundwater and surface water in Wuding River basin

表 2所示, HCO3·SO4-Na·Ca型的水样总占比为27.7%, 为流域内最主要的水化学类型.其次为HCO3-Na·Ca型、HCO3·SO4-Na型和HCO3-Na型, 分别占比23.1%、15.4%和13.8%.

表 2 水化学类型统计 Table 2 Statistics of hydrochemical types

2.3 水质特征

根据文献[31, 32]中对人体健康的要求, 将TDS分为V级.据图 4, 枯水期有13个样品为超Ⅲ类水, 占枯水期的43.3%, 主要分布在主河道以南的县城城区附近, 如子长县(R2)、子洲县(R7)、靖边县(R10)和横山县(R16)等, R3、R4、R9和G6等样点主要分布在农业区; 汛期仅有3个超标样, 编号分别为R33、G19和G22, 均分布在无定河流域下游, 样点附近的土地利用类型为农地和居民区.各地TDS值差异较大, 最小值位于纳林河入无定河口[R23, ρ(TDS)=230 mg·L-1], 最大值位于无定河上游的红柳河段[R9, ρ(TDS)=4 503 mg·L-1].

图 4 无定河流域枯水期和汛期水质样点分布 Fig. 4 Sample point distribution map of water quality in Wuding River basin during dry season and flood season

3 讨论 3.1 时空差异分析

流域内的水化学类型存在12种(表 2), 说明各地区的水化学类型存在着一定的差异.造成水化学类型空间差异的原因有多种, 包括河水流经基岩的成分、地下水滞留时间等自然因素, 以及周边农业、工业等人为因素影响.如位于河道下游的G22(SO4·Cl-Ca型地下水), 水位位于地下102 m, 有较高的TDS和NO3-浓度, 水化学主要受地质背景影响.

通过Kruskal-Wallis检验法分析枯、汛期相同离子间的时间差异(图 2).阴离子中, NO3-和HCO3-在地下水和地表水中均存在显著差异, 且汛期NO3-远高于枯水期, 说明汛期人为输入的比重大.HCO3-的差异可能导致不同时期蒸发盐和硅酸盐等岩石风化对溶质的贡献比重有所不同.如汛期HCO32-的浓度远低于枯水期, 而Cl-和SO42-浓度则较高, 汛期的蒸发盐风化贡献比重高于枯水期.

TDS可以反映水样整体溶质浓度情况, 而NO3-浓度反映人类活动对水域的影响.对这两者参数进行时空差异分析(图 5).其中, Δ表示“汛期浓度-枯水期浓度”, 例如ΔTDS=TDS汛期-TDS枯水期.枯水期多数地区的TDS值高于汛期, 说明降水对径流溶质的稀释效应较为明显.在无定河中上游和附近的红柳河、芦河等支流差异较大ρ(ΔTDS) < -1 000 mg·L-1; 榆溪河差异较小, 但多数河段的ρ(ΔTDS)在-200~0 mg·L-1之间; 主河道下游有个别地区ρ(ΔTDS)>0.

图 5 无定河流域地表水和地下水中ρ(ΔTDS)和ρ(ΔNO3-)的空间变化 Fig. 5 Spatial changes in ρ(ΔTDS) and ρ(ΔNO3-) of surface water/groundwater in the Wuding River basin

ΔNO3-浓度情况与ΔTDS相反, 高差异地区在下游, 而上游的差异较小.除芦河外, 区域内多数ρ(ΔNO3-)>0, 说明汛期硝酸污染高于枯水期[图 5(b)].高硝酸盐污染物区多位于居民区和农田等土地利用类型附近, 受人为影响较大.根据Li等[17]和Ji等[29]的研究, 导致汛期硝酸盐升高的原因可能为大量雨水冲刷河岸, 使得粪便和农药等污染物随地表径流汇入河水.

3.2 水化学控制因素

利用Gibbs关系图可以判断河水离子的主要控制类型, 而干旱-半干旱区域集中性降水较少不宜补给, 且蒸发量较大, 对于一些浅水位地下水而言Gibbs图仍具有一定的适用性[39].如图 6(a), 水化学组成的因素分区主要为大气降水、岩石风化和蒸发溶解, 无定河流域样点主要分布在岩石风化区和蒸发溶解区, 受大气沉降的影响较小.通过Na标准化的端元摩尔比值混合图进一步识别岩石风化主导类型.在以硅酸盐为主要地质特征的河流中, Ca2+比Na+的溶解性要低, 因而水体中Ca/Na比值会更低, 硅酸盐端元被赋予的化学组分为Ca/Na=0.35±0.15, HCO3/Na=2±1.由图 6(b)可知, 无定河流域枯水期及汛期, 大部分样点落在硅酸盐区域, 但个别地区也受到不同程度碳酸盐岩及蒸发盐岩的影响.

图 6 溶质来源机制 Fig. 6 Solute source mechanism diagram

阳离子交替吸附现象会改变水化学组分, 图 6(c)反映阳离子交换过程对河水矿化的贡献作用.当样点分布在第四象限, 则吸附含水层岩石和土壤表面的Na+和K+会与水中Ca2+和Mg2+发生交换作用.样点分布在第二象限, 则情况相反, 即岩石和土壤表面的Ca2+和Mg2+与水中Na+和K+进行交换, 称之反向阳离子交换作用.枯水期绝大多数采样点在阳离子交换区, 由此可得出枯水期的主要离子交换形式为岩石中Na+和K+与水中Ca2+和Mg2+发生交换.部分汛期样点与岩石中Ca2+和Mg2+发生交换, 可能是黄土高原黄土中粘土矿物相对丰度高, 为这种阳离子交换提供了条件.

3.3 离子间相关性分析

为了进一步分析不同种类岩石风化对流域内离子浓度的影响, 需对各离子参数进行相关性分析[40](表 3).

表 3 汛期和枯水期无定河流域水化学参数相关系数分析1) Table 3 Correlation coefficient analysis of water chemical parameters in Wuding River basin during flood season and dry season

枯水期TDS与HCO3-、Cl-、SO42-、K+、Na+和Mg2+极显著相关, 汛期TDS与Cl-、SO42-和Cg2+极显著相关并与NO3-和Na+显著相关, 表明水中离子总浓度与这些离子关系密切.Ca2+与HCO3-在两个时期均无显著性相关, 说明方解石(CaCO3) 对水中HCO3-的贡献较小.图 7(a)进一步证明, 大部样点均高于方解石的溶解线, 仅汛期少数样点趋近于方解石溶解线, 说明方解石溶解对离子的贡献在汛期的个别地区存在, 但总体作用甚小.图 7(b)中, 枯水期大部分样点趋近于白云石溶解线, 说明枯水期碳酸盐岩风化作用由白云石[CaMg(CO3)2]溶解所主导.而汛期样点大多数低于白云石溶解线且高于方解石的溶解线的样点, 说明汛期流域溶质可能受到白云石和方解石的共同风化作用.汛期部分样点的Ca2+存在过剩现象(低于方解石溶解线), 盈余的Ca2+需要其他阴离子平衡, 而汛期的SO42-与Ca2+相关性显著(r=0.970), 说明石膏(CaSO4) 贡献了汛期地下水、地表水离子.若水中溶质仅来自白云石、方解石及石膏的风化溶解, 则水中离子呈现(SO42-+HCO3-) ∶(Ca2++Mg2+)=1 ∶1, 如图 7(c)所示多数样点高于1 ∶1, 说明HCO3-和SO42-过剩, 需要其他阳离子进行平衡.枯水期Na+与SO42-(r=0.943)和HCO3-(r=0.840)极显著相关, 汛期Na+与HCO3-(r=0.401)显著相关, 说明以钠长石(NaAlSi3O8)为代表的硅酸盐岩风化过程为各时期提供了溶质.流域上游红柳河段接近盐池-定边池区半咸水场[41], 含水层存在芒硝(Na2SO4·10H2 O)和石膏(CaSO4·2H2 O)等矿物组分, 这些蒸发盐岩的溶解为无定河流域提供了大量的硫酸盐离子.除此之外, 枯水期Na+与Cl-也极显著相关(r=0.943), 说明盐岩溶解也为枯水期提供了离子.

图 7 无定河流域水化学计量 Fig. 7 Stoichiometry plots of water in Wuding River basin

3.4 离子来源分析

定性分析已基本确定了河流水化学溶质的来源及主要控制过程, 为更详细认识流域河水基础离子的成因, 有必要进一步量化岩石风化、大气沉降和人为输入等对河水溶解质的贡献占比.利用正向推演模型来定量计算不同来源的贡献率, 其质量守恒方程式为:

(1)

式中, X表示任意元素, XwaterXatmXevapXsilXcarbXanth分别表示水样离子测定浓度、大气降水、蒸发盐岩贡献、硅酸盐岩贡献、碳酸盐岩贡献和人为来源贡献.各元素质量守恒方程式如下:

(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)

式中, 大气数据来源于东亚酸雨网[42] (表 4).比较而言, 2013年枯水期的湿沉降离子浓度高于2019年汛期1.2~14.6倍, 大气输入对于枯水期溶质的贡献更高.雨水浓度较低, 一定程度上稀释河水[43].无定河流域降水集中在夏季, 而冬季降水少, 也是枯水期TDS高于汛期的原因(图 5).由于无定河流域无自然富集而成的硝酸盐矿床[44], 因此, 硝酸盐浓度可很好指示人为来源贡献.汛期NO3-浓度远高于枯水期, 可能是因为夏季雨水冲刷两岸的污染物, 高温及强光促进水草植物体腐烂, 使得河流底质高营养盐浓度释放, 进而加强了硝化作用[45], 增大了汛期人为输入的占比.

表 4 枯、汛期湿沉降主要离子浓度及不同端元的贡献率 Table 4 Concentrations of main ions and contribution of different end members in wet precipitation during dry and flood seasons

图 6结果显示, 岩石风化为溶质最主要的来源, 而硅酸盐岩和蒸发盐岩占据其主导因素.根据Xiao等[7]的研究, 黄河流域基岩中Ca2+/Na+平均值介于0.24~0.31, Mg2+/Na+平均值介于0.3~0.51.此处取(Ca2+/Na+)硅酸盐岩=0.26, (Mg2+/Na+)硅酸盐岩=0.47.通过计算, 各个端元的贡献率为: 枯水期大气来源贡献率2.3%, 人为来源贡献率几乎为0, 蒸发盐岩来源贡献率为35.0%, 硅酸盐岩来源贡献率46.5%, 碳酸盐岩来源贡献率为16.7%.汛期大气来源贡献率为0.4%, 人为来源贡献率为3.5%, 蒸发盐岩风化的贡献率达到46.7%, 硅酸盐岩来源贡献率42.3%, 碳酸盐岩风化贡献比重较小, 仅为7.1%.

4 结论

无定河流域水体均呈弱碱性, 水化学类型季节差异不明显, 以HCO3·SO4-Na·Ca型为主.中上游干流水质较好, 枯水期的支流和汛期的矿化度较高, 不宜人类饮用.枯、汛期水体的NO3-和HCO3-浓度差异显著.受季节降水的稀释作用, 汛期TDS低于枯水期; 而NO3-情况不同, 受季节降水淋溶、土地利用类型等因素的综合作用, 使得汛期的NO3-浓度高于枯水期.蒸发岩风化和硅酸岩风化对无定河流域水体溶质的贡献较大, 在枯水期分别为35%和46.5%, 在汛期分别为46.7%和42.3%.人为输入和大气降水对流域溶质的贡献占比较小, 但依旧存在季节差异.因此, 对于流域河水和地下水的管理而言, 应注重季节差异和地理位置因素, 严格把控河道两岸的农田施肥和城市排污状况.

参考文献
[1] Li P Y, Qian H. Water resources research to support a sustainable China[J]. International Journal of Water Resources Development, 2018, 34(3): 327-336. DOI:10.1080/07900627.2018.1452723
[2] 张艺武, 苏小四, 王骞迎, 等. 伊犁河谷西部平原区地表水与地下水转化关系研究[J]. 北京师范大学学报(自然科学版), 2020, 56(5): 664-674.
Zhang Y W, Su X S, Wang Q Y, et al. Surface water-groundwater interactions in the western plain of the Ili Valley[J]. Journal of Beijing Normal University (Natural Science), 2020, 56(5): 664-674.
[3] Ismail A H, Hassan G, Sarhan A H. Hydrochemistry of shallow groundwater and its assessment for drinking and irrigation purposes in Tarmiah district, Baghdad governorate, Iraq[J]. Groundwater for Sustainable Development, 2020, 10. DOI:10.1016/j.gsd.2019.100300
[4] Li P Y, He S, Yang N N, et al. Groundwater quality assessment for domestic and agricultural purposes in Yan'an City, northwest China: implications to sustainable groundwater quality management on the Loess Plateau[J]. Environmental Earth Sciences, 2018, 77(23). DOI:10.1007/s12665-018-7968-3
[5] 杨立彬, 贾新平, 李清杰, 等. 黄河流域水资源利用与保护现状评价[J]. 人民黄河, 2011, 33(11): 55-57.
Yang L B, Jia X P, Li Q J, et al. Assessment of water resources utilization and protection of the Yellow River basin[J]. Yellow River, 2011, 33(11): 55-57.
[6] Mateo-Sagasta J, Zadeh S M, Turral H. More people, more food, worse water? a global review of water pollution from agriculture[M]. Rome, Colombo: FAO, IWMI, 2018.
[7] Xiao J, Zhang F, Jin Z D. Spatial characteristics and controlling factors of chemical weathering of loess in the dry season in the middle Loess Plateau, China[J]. Hydrological Processes, 2016, 30(25): 4855-4869. DOI:10.1002/hyp.10959
[8] Piper A M. A graphic procedure in the geochemical interpretation of water-analyses[J]. Eos Transactions American Geophysical Union, 1944, 25: 914-923. DOI:10.1029/TR025i006p00914
[9] Gibbs R J. Mechanisms controlling world water chemistry[J]. Science, 1970, 170(3962): 1088-1090. DOI:10.1126/science.170.3962.1088
[10] Gaillardet J, Dupré B, Louvat P, et al. Global silicate weathering and CO2 consumption rates deduced from the chemistry of large rivers[J]. Chemical Geology, 1999, 159(1-4): 3-30. DOI:10.1016/S0009-2541(99)00031-5
[11] 刘江涛, 蔡五田, 曹月婷, 等. 沁河冲洪积扇地下水水化学特征及成因分析[J]. 环境科学, 2018, 39(12): 5428-5439.
Liu J T, Cai W T, Cao Y T, et al. Hydrochemical characteristics of groundwater and the Origin in Alluvial-proluvial Fan of Qinhe River[J]. Environmental Science, 2018, 39(12): 5428-5439.
[12] 张涛, 王明国, 张智印, 等. 然乌湖流域地表水水化学特征及控制因素[J]. 环境科学, 2020, 41(9): 4003-4010.
Zhang T, Wang M G, Zhang Z Y, et al. Hydrochemical characteristics and possible controls of the surface water in Ranwu Lake basin[J]. Environmental Science, 2020, 41(9): 4003-4010.
[13] 张杰, 周金龙, 曾妍妍, 等. 新疆叶尔羌河流域地表水水化学特征及控制因素[J]. 环境科学, 2021, 42(4): 1706-1713.
Zhang J, Zhou J L, Zeng Y Y, et al. Hydrochemical characteristic and their controlling factors in the Yarkant River basin of Xinjiang[J]. Environmental Science, 2021, 42(4): 1706-1713.
[14] 李洲, 李晨曦, 华琨, 等. 黄土区洛川塬地下水化学特征及影响因素分析[J]. 环境科学, 2019, 40(8): 3559-3567.
Li Z, Li C X, Hua K, et al. Groundwater chemistry characteristics and the analysis of influence factors in the Luochuan loess tablelands[J]. Environmental Science, 2019, 40(8): 3559-3567.
[15] 马燕华, 苏春利, 刘伟江, 等. 水化学和环境同位素在示踪枣庄市南部地下水硫酸盐污染源中的应用[J]. 环境科学, 2016, 37(12): 4690-4699.
Ma Y H, Su C L, Liu W J, et al. Identification of sulfate sources in the groundwater system of Zaozhuang: evidences from isotopic and hydrochemical characteristics[J]. Environmental Science, 2016, 37(12): 4690-4699.
[16] Kou Y C, Li Z, Hua K, et al. Hydrochemical characteristics, controlling factors, and solute sources of streamflow and groundwater in the Hei River Catchment, China[J]. Water, 2019, 11(11). DOI:10.3390/w11112293
[17] Li Z, Xiao J, Evaristo J, et al. Spatiotemporal variations in the hydrochemical characteristics and controlling factors of streamflow and groundwater in the Wei River of China[J]. Environmental Pollution, 2019, 254. DOI:10.1016/j.envpol.2019.113006
[18] 何姜毅, 张东, 赵志琦. 黄河流域河水水化学组成的时间和空间变化特征[J]. 生态学杂志, 2017, 36(5): 1390-1401.
He J Y, Zhang D, Zhao Z Q. Spatial and temporal variations in hydrochemical composition of river water in Yellow River Basin, China[J]. Chinese Journal of Ecology, 2017, 36(5): 1390-1401.
[19] 华琨. 黄土高原主要河流水化学和水质的时空特征及其影响因素[D]. 杨凌: 西北农林科技大学, 2019.
Hua K. Spatiotemporal characteristics and controlling factors of water chemistry and water quality in the main rivers of the Loess Plateau[D]. Yangling: Northwest A&F University, 2019.
[20] 寇永朝, 华琨, 李洲, 等. 泾河支流地表水地下水的水化学特征及其控制因素[J]. 环境科学, 2018, 39(7): 3142-3149.
Kou Y C, Hua K, Li Z, et al. Major ionic features and their possible controls in the surface water and groundwater of the Jinghe River[J]. Environmental Science, 2018, 39(7): 3142-3149.
[21] 郭巧玲, 熊新芝, 姜景瑞. 窟野河流域地表水-地下水的水化学特征[J]. 环境化学, 2016, 35(7): 1372-1380.
Guo Q L, Xiong X Z, Jiang J R. Hydrochemical characteristics of surface and ground water in the Kuye River Basin[J]. Environmental Chemistry, 2016, 35(7): 1372-1380.
[22] 刘鑫, 向伟, 司炳成. 汾河流域浅层地下水水化学和氢氧稳定同位素特征及其指示意义[J]. 环境科学, 2021, 42(4): 1739-1749.
Liu X, Xiang W, Si B C. Hydrochemical and isotopic characteristics in the shallow groundwater of the Fenhe River basin and indicative significance[J]. Environmental Science, 2021, 42(4): 1739-1749.
[23] 张琳琳, 徐春燕, 雷波, 等. 陕西省无定河流域水土流失状况分析[J]. 陕西水利, 2020(12): 142-143, 146.
[24] 曲艳, 刘俊, 徐春燕, 等. 陕西省无定河流域水量分配方案研究[J]. 陕西水利, 2019(3): 5-7.
Qu Y, Liu J, Xu C Y, et al. Study on water allocation scheme of Wuding River Basin in Shaanxi[J]. Shaanxi Water Resources, 2019(3): 5-7.
[25] 张艳玲, 席志军. 榆林市境内无定河流域水质现状评价[J]. 农业工程, 2019, 9(2): 31-33.
Zhang Y L, Xi Z J. Assessment of water quality of Wuding River basin in Yulin city[J]. Agricultural Engineering, 2019, 9(2): 31-33.
[26] 李晓刚, 黄春长, 张玉柱. 基于HEC-RAS模型的无定河万年尺度洪水水文学研究[J]. 长江流域资源与环境, 2020, 29(2): 526-534.
Li X G, Huang C C, Zhang Y Z. Study on flood hydrology at ten thousand years scale in the Wuding River based on HEC-RAS model[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2020, 29(2): 526-534.
[27] Ran L S, Tian M Y, Fang N F, et al. Riverine carbon export in the arid to semiarid Wuding River catchment on the Chinese Loess Plateau[J]. Biogeosciences, 2018, 15(12): 3857-3871.
[28] 李夏隆. 无定河流域稻蟹生态共养技术创新性研究[J]. 现代农业研究, 2020, 26(3): 114-115.
Li X L. Innovative research on ecological co-culture technology of rice and crab in Wuding River basin[J]. Modern Agriculture Research, 2020, 26(3): 114-115.
[29] Ji W J, Xiao J, Toor G S, et al. Nitrate-nitrogen transport in streamwater and groundwater in a loess covered region: sources, drivers, and spatiotemporal variation[J]. Science of the Total Environment, 2020, 761. DOI:10.1016/j.scitotenv.2020.143278
[30] Mitamura O, Seike Y, Kondo K, et al. First investigation of ultraoligotrophic alpine Lake Puma Yumco in the pre-Himalayas, China[J]. Limnology, 2003, 4(3): 167-175.
[31] GB 3838-2002, 地表水环境质量标准[S].
[32] 胡译水, 齐实, 李昱彤, 等. 污泥堆肥施用对土壤及地下水影响研究[J]. 中国环境科学, 2020, 40(5): 2157-2166.
Hu Y S, Qi S, Li Y T, et al. Effects of sludge composting products on soil and groundwater[J]. China Environmental Science, 2020, 40(5): 2157-2166.
[33] Noh H, Huh Y, Qin J H, et al. Chemical weathering in the Three Rivers region of Eastern Tibet[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2009, 73(7): 1857-1877.
[34] Moon S, Huh Y, Qin J H, et al. Chemical weathering in the Hong (Red) River basin: rates of silicate weathering and their controlling factors[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2007, 71(6): 1411-1430.
[35] Hua K, Xiao J, Li S J, et al. Analysis of hydrochemical characteristics and their controlling factors in the Fen River of China[J]. Sustainable Cities and Society, 2020, 52. DOI:10.1016/j.scs.2019.101827
[36] 孙英, 周金龙, 乃尉华, 等. 新疆喀什噶尔河流域地表水水化学季节变化特征及成因分析[J]. 干旱区资源与环境, 2019, 33(8): 128-134.
Sun Y, Zhou J L, Nai W H, et al. Seasonal variation characteristics and causes of surface water chemistry in Kashgar River Basin, Xinjiang[J]. Journal of Arid Land Resources and Environment, 2019, 33(8): 128-134.
[37] Al-Ansari N, Jawad S, Adamo N, et al. Water quality and its environmental implications within Tigris and Euphrates Rivers[J]. Journal of Earth Sciences and Geotechnical Engineering, 2019, 9(4): 57-108.
[38] Taher M E S, Ghoneium A M, Hopcroft R R, et al. Temporal and spatial variations of surface water quality in the Nile River of Damietta Region, Egypt[J]. Environmental Monitoring and Assessment, 2021, 193(3). DOI:10.1007/s10661-021-08919-0
[39] Marandi A, Shand P. Groundwater chemistry and the Gibbs Diagram[J]. Applied Geochemistry, 2018, 97: 209-212.
[40] 翟大兴, 杨忠芳, 柳青青, 等. 鄱阳湖流域水化学特征及影响因素分析[J]. 地学前缘, 2012, 19(1): 264-276.
Zhai D X, Yang Z F, Liu Q Q, et al. Major ion chemistry and influencing factors of rivers in Poyang Lake Basin[J]. Earth Science Frontiers, 2012, 19(1): 264-276.
[41] 叶阳, 常园. 鄂尔多斯盆地盐池-定边地区水化学场分布特征及形成机理[J]. 地质与资源, 2020, 29(3): 260-265, 293.
Ye Y, Chang Y. Distribution characteristics and formation mechanism of hydrochemical field in Yanchi-Dingbian area of Ordos Basin[J]. Geology and Resources, 2020, 29(3): 260-265, 293.
[42] Network Center for EANET, Wet Monthly 2019[EB/OL]. https://monitoring.eanet.asia/document/public/index#view-2019, 2020-04-11.
[43] 张红波. 桂江流域水化学与岩溶碳汇动态变化特征[D]. 重庆: 西南大学, 2013.
Zhang H B. Water chemistry and characteristics of dynamic changes of carbon sinks in Guijiang basin[D]. Chongqing: Southwest University, 2013.
[44] 秦燕. 新疆吐—哈地区硝酸盐矿床氮、氧同位素研究及矿床成因[D]. 北京: 中国地质科学院, 2010.
Qin Y. Nitrogen, oxygen isotope chracters and genesis of nitrate deposits in Turpan-Hami area in Xinjiang[D]. Beijing: Chinese Academy of Geological Sciences, 2010.
[45] 周绪申, 李慧峰, 潘曼曼, 等. 海河蓝藻暴发期间浮游植物群落结构分析[J]. 人民黄河, 2013, 35(1): 63-65.
Zhou X S, Li H F, Pan M M, et al. Study on phytoplankton community during the cyanobacteria bloom in Haihe River[J]. Yellow River, 2013, 35(1): 63-65.