西藏年楚河流域水化學(xué)特征分析

　　摘要:年楚河流域是西藏發(fā)達(dá)的農(nóng)業(yè)區(qū)，有“西藏糧倉(cāng)”之稱，對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著決定性的作用。然而對(duì)該流域水體水化學(xué)的系統(tǒng)研究鮮見報(bào)道。為揭示年楚河流域水化學(xué)特征及其控制因素，本研究于2018年11月(平水期)對(duì)年楚河主干流及其主要支流的水體理化參數(shù)、主要離子和微量元素進(jìn)行分析研究。結(jié)果表明，年楚河流域水體總體呈弱堿性，總?cè)芙庑怨腆w、電導(dǎo)率和礦化度均值分別為275.64mg/L、389.06μS/cm和172.71mg/L，且空間上均表現(xiàn)為自上游至下游遞增的趨勢(shì)。主干流及其主要支流陽(yáng)離子以Ca2+為主，占陽(yáng)離子總量的71.45%，陰離子則以HCO-3為主，占陰離子總量的63.21%。河水主要離子濃度在空間上表現(xiàn)出一定的差異性，整體上主干流自上游至下游有逐漸遞增趨勢(shì)，河口段則相對(duì)平穩(wěn)。年楚河三個(gè)主要源頭湖泊區(qū)域中，錯(cuò)嘎布和沖巴雍錯(cuò)及下游出水口附近水體水化學(xué)類型主要為HCO3-Ca型，桑旺湖及主干流上中游和雅魯藏布江匯入口附近河段水化學(xué)類型為HCO3·SO4-Ca·Mg型，而下游區(qū)域，包括支流沖巴涌曲下游和龍馬河的水化學(xué)類型主要為HCO3·SO4-Ca型。流域內(nèi)碳酸鹽巖和硅酸鹽巖的風(fēng)化作用是控制整個(gè)流域水化學(xué)特征的主要因素，且自源頭區(qū)到下游河段其主導(dǎo)控制風(fēng)化作用由碳酸鹽巖逐漸過(guò)渡為硅酸鹽巖。流域內(nèi)以農(nóng)業(yè)為主的人類活動(dòng)對(duì)河流水環(huán)境造成的潛在影響不可忽視。

　　關(guān)鍵詞:空間分布特征;水化學(xué)控制因素;巖性端元;年楚河流域

　　青藏高原素有“亞洲水塔”之稱，廣泛分布有冰川、河流、湖泊，是亞洲十大河流的發(fā)源地，也是我國(guó)水資源最豐富的地區(qū)。高原上集水面積50km2及以上的河流有13266條，占全國(guó)同口徑河流總數(shù)的29.3%[1]。由于獨(dú)特的氣候條件、復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造以及活躍的地殼活動(dòng)等因素，該區(qū)域一直是科學(xué)家廣泛關(guān)注和研究的熱點(diǎn)區(qū)。

　　河流生態(tài)論文范例：石羊河流域綠洲長(zhǎng)時(shí)間系列遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

　　尤其關(guān)注近年來(lái)，在全球變暖的大環(huán)境下，青藏高原冰川和凍土的加速消融對(duì)流域水文和水化學(xué)可能產(chǎn)生的影響[2-4]。研究發(fā)現(xiàn)，青藏高原河流水化學(xué)主要受控于流域內(nèi)碳酸鹽巖、蒸發(fā)鹽巖和硅酸鹽巖等巖石風(fēng)化作用[5-13]。全球氣候變化加速了青藏高原主要河流流域內(nèi)這些巖石的風(fēng)化及侵蝕程度[14]，而區(qū)域內(nèi)土地利用的改變、草場(chǎng)退化和土壤沙漠化使得高原對(duì)全球氣候變暖的影響更加敏感[15]。

　　與此同時(shí)，流域內(nèi)急劇增加的人為活動(dòng)也加劇了高原河流的環(huán)境壓力[6-9，16-17]。地處西藏自治區(qū)日喀則市境內(nèi)的年楚河是雅魯藏布江中游右岸最大支流。該流域自古是西藏發(fā)達(dá)的農(nóng)業(yè)區(qū)，有“西藏糧倉(cāng)”之稱，對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著決定性的作用。流域地形復(fù)雜、山體破碎、土質(zhì)疏松、山體風(fēng)化強(qiáng)烈，流域現(xiàn)代外營(yíng)力的風(fēng)沙作用和寒凍作用均很明顯[18]。早期年楚河流域水質(zhì)較好，河水基本保持其天然狀態(tài)[19]。

　　近年來(lái)由于全球變暖導(dǎo)致年楚河源頭區(qū)的許多冰川退縮顯著[20]，加之流域內(nèi)城鄉(xiāng)建設(shè)用地、永久性冰川雪地、未利用地、耕地等土地利用有了很大的變化，且流域內(nèi)水土流失極其嚴(yán)重[18]，所有這些因素對(duì)流域水環(huán)境都將產(chǎn)生重要的影響。年楚河流域環(huán)境水化學(xué)現(xiàn)狀研究亟待開展。已有的研究表明，年楚河流域中下游區(qū)除受到輕微的人為活動(dòng)影響外，其水化學(xué)主要受自然過(guò)程的控制[6，12，21]。但這些研究?jī)H涉及個(gè)別樣點(diǎn)且主要集中在下游。本文以年楚河干流全程及其主要支流作為研究對(duì)象，于2018年11 月(平水期)對(duì)流域進(jìn)行系統(tǒng)樣品采集，結(jié)合已有的流域環(huán)境背景資料，對(duì)年楚河流域水體樣品中主要離子的含量及其空間分布特征和水化學(xué)的主要控制因素開展了研究。

　　1材料和方法

　　1.1研究區(qū)域概況

　　年楚河流域發(fā)源于喜馬拉雅山脈北麓中段的雪山，整個(gè)流域分布在東經(jīng)88°35'～90°15'和北緯28°10'～29°20'之間，覆蓋日喀則一市三縣(日喀則市、白朗縣、江孜縣、康馬縣)的全部或大部分區(qū)域。年楚河是雅魯藏布江五大一級(jí)支流中唯一由南匯入的支流。流域面積約11130km2，河流主干流全長(zhǎng)223km。流域東面與卡若拉雪山及羊卓雍錯(cuò)-普莫雍錯(cuò)(錯(cuò)，藏語(yǔ)意為湖泊)流域相鄰，南面(河源區(qū)域)以喜馬拉雅山為界與不丹王國(guó)接壤，西面是雅魯藏布江支流下布曲流域，北面(河口區(qū)域)則為雅魯藏布江主干流。年楚河支流眾多，較大的一級(jí)支流主要有沖巴涌曲(曲，藏語(yǔ)意為河流)和龍馬河，其中沖巴涌曲的流量最大。

　　流量較大的二級(jí)支流則為康如普曲(沖巴涌曲的支流)。流域內(nèi)地形起伏較大，由東南向西北傾斜。主干流上游段自其源頭湖泊桑旺錯(cuò)(又稱什娥錯(cuò))到達(dá)巴村附近被稱為涅如藏布。該河段河谷寬闊，水流平穩(wěn)，冰川地貌發(fā)育，河谷里廣泛分布有冰磧物[22]。該河段上游還有源自錯(cuò)嘎布(位于桑旺錯(cuò)西面的冰川湖)的支流匯入。桑旺錯(cuò)、錯(cuò)嘎布及沖巴涌曲的源頭湖泊沖巴雍錯(cuò)是年楚河河源區(qū)域主要的三個(gè)河源冰川湖泊。

　　從達(dá)巴村到?jīng)_巴涌曲匯入口附近為中游段，兩岸山勢(shì)陡峻，多為峽谷，峽谷段山高坡陡。始建于1994年、完成于2001年的滿拉水庫(kù)便位于此河段。該水庫(kù)在區(qū)域防洪、蓄水、調(diào)節(jié)徑流、農(nóng)業(yè)灌溉和發(fā)電等方面發(fā)揮著重要作用[20]。涅如藏布自支流沖巴涌曲在江孜縣上游匯入后始稱年楚河。該河段即為年楚河流域下游段，并于日喀則市區(qū)東北角匯入雅魯藏布江。河口多年平均徑流量50.902m3/s[23]。下游段河谷開闊，階地發(fā)育，水流平穩(wěn)，構(gòu)成寬廣的河谷平原。年楚河流域上游是以牧業(yè)為主的半農(nóng)半牧區(qū)，中下游人口較密集，農(nóng)業(yè)十分發(fā)達(dá)。其中，位于下游河谷內(nèi)的江孜、白朗縣即被稱為“西藏糧倉(cāng)”。年楚河既是該區(qū)域農(nóng)業(yè)用水的主要水源也是農(nóng)業(yè)地表徑流的主要受納水體。

　　1.2樣品采集與分析

　　依據(jù)《水質(zhì)采樣方案設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(HJ495-2009)、《水質(zhì)河流采樣技術(shù)指導(dǎo)》(HJ494-2009)、《水質(zhì)樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定》(HJ493-2009)以及《水環(huán)境檢測(cè)規(guī)范》(SL219-2013)中有關(guān)河流水樣采集、運(yùn)輸和保存的相關(guān)規(guī)范，本研究于2018年11月(平水期)在年楚河主干流(N1-N8)及主要支流沖巴涌曲(CB1-CB4)、龍馬河(LM)、沖巴涌曲的支流康如普曲(KR)上共設(shè)置了14個(gè)采樣點(diǎn)，并于各采樣點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用便攜式儀器對(duì)一些穩(wěn)定性較差的水體理化參數(shù)及時(shí)進(jìn)行測(cè)定。

　　其中，水溫、pH、總?cè)芙庑怨腆w(TDS)、電導(dǎo)率(EC)、礦化度(Sal.)采用多參數(shù)筆(PCSTestr35，新加坡EUTECH，精度分別為水溫:0.1℃、pH:0.01、TDS和Sal.:0.01mg/L、EC:0.01μS/cm)測(cè)定完成;氧化還原電位(ROD)和濁度(Turb.)分別采用氧化還原度測(cè)定儀(ECO10，美國(guó)HACH，精度:1mV/cm)和濁度儀(2100P，美國(guó)HACH，精度:0.01NTU)測(cè)定完成;溶解氧(DO)則采用便攜式溶解氧測(cè)定儀(HI98193，意大利HANNA，)測(cè)定完成。

　　2結(jié)果與討論

　　2.1現(xiàn)場(chǎng)理化參數(shù)空間分布特征

　　作為水環(huán)境基本指標(biāo)，pH、DO、水溫、Turb.、ROD、EC、Sal.和TDS是水化學(xué)的宏觀體現(xiàn)。本研究現(xiàn)場(chǎng)所測(cè)pH值在8.10～9.41范圍內(nèi)，河流整體呈弱堿性。流域水體DO值在6.37～7.65mg/L之間變化，但空間上無(wú)明顯變化規(guī)律。

　　自上游到下游，主干流水溫及Turb.呈緩慢升高趨勢(shì)。各樣點(diǎn)的ROD，除N6樣點(diǎn)(江孜縣下游樣點(diǎn)，-104mV)以外，在66～153mV之間變化。N6樣點(diǎn)前后河道內(nèi)多處可見城市生活污水排放口，城鎮(zhèn)生活污水的直接排放可對(duì)河流水環(huán)境造成了一定程度的負(fù)面影響[27]。EC、TDS和Sal.

　　沿主干流各樣點(diǎn)的變化情況。年楚河主干流2018年平 水期EC(153.70～519.00μS/cm)、TDS(106.00～368.00mg/L)和Sal.(83.30～226.00mg/L)沿各采樣點(diǎn)表現(xiàn)出相似的變化趨勢(shì)。與同樣以冰川融水為源頭區(qū)主要補(bǔ)給的其他典型青藏高原河流[28-29]及雅魯藏布江下游由北匯入的支流帕隆藏布[30]相似，受水源補(bǔ)給和氣候條件的影響，年楚河主干流河水中溶解鹽的含量自上游到下游逐漸升高。

　　支流沖巴涌曲各樣點(diǎn)(CB1～CB4)的EC(147.80～509.00μS/cm)、TDS(105.00～362.00mg/L)和Sal.(62.80～225.00mg/L)表現(xiàn)出與主干流相似的變化趨勢(shì)。受區(qū)域基巖組成、水文特征和水巖作用等過(guò)程的影響，支流龍馬河(LM)的EC(586.00μS/cm)、TDS(416.00mg/L)和Sal.(254.00mg/L)在全流域內(nèi)最高。龍馬河區(qū)域基巖主要由薄層泥質(zhì)灰?guī)r、頁(yè)巖、板巖夾石英砂巖層和火成巖等組成[26]，采樣點(diǎn)上游又有各種離子濃度較高的溫泉出露[31]并排泄于河道內(nèi)，且流域內(nèi)各支流中龍馬河流量最小，其水體稀釋能力相對(duì)較差。

　　3結(jié)論

　　1)年楚河流域水體整體呈弱堿性。溶解氧平均值為7.07mg/L，且變化較小(6.37～7.65mg/L)。流域水體溶解性總鹽整體較高，且呈自上游至下游遞增趨勢(shì)。

　　2)年楚河流域水體中陰陽(yáng)離子分別以HCO-3和Ca2+為主導(dǎo)離子。各主要離子濃度在空間分布上表現(xiàn)出一定的差異性，整體上從上游到下游有逐漸遞增趨勢(shì)，且直至下游河口趨于平穩(wěn)。支流沖巴涌曲對(duì)主干流下游的影響大于主干流上游。年楚河流域河源湖泊之一的錯(cuò)嘎布附近河段和支流沖巴涌曲上游河段主要為HCO3-Ca水化學(xué)類型，主干流中上游河段及河口附近水化學(xué)類型為HCO3·SO4-Ca·Mg，而主干流河口以上下游區(qū)與支流沖巴涌曲下游、康如普曲、龍馬河的水化學(xué)類型則主要為HCO3·SO4-Ca。

　　3)年楚河流域水化學(xué)主要受控于流域內(nèi)碳酸鹽巖和硅酸鹽巖共同作用影響。其中，主干流和主要支流沖巴涌曲源頭區(qū)域水化學(xué)主要受碳酸鹽巖風(fēng)化作用控制，沿程愈往下游硅酸鹽的風(fēng)化作用影響則愈顯著。而河源區(qū)湖泊錯(cuò)嘎布出水口下游樣點(diǎn)以硅酸鹽巖風(fēng)化為主導(dǎo)影響。

　　4)年楚河流域被測(cè)17項(xiàng)微量元素中除Cr之外其余的元素含量均較低，且低于我國(guó)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ類水域標(biāo)準(zhǔn)限值。Cr的含量在流域50%的樣點(diǎn)處高于Ⅰ類水域標(biāo)準(zhǔn)限值，但低于Ⅱ類水域標(biāo)準(zhǔn)限值，且未超過(guò)我國(guó)農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值�？傮w而言，作為“西藏糧倉(cāng)”的年楚河流域水體在平水期水質(zhì)良好。其水化學(xué)仍基本受自然過(guò)程作用的控制。但以流域內(nèi)快速發(fā)展的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及城鎮(zhèn)化進(jìn)程為主的人為活動(dòng)對(duì)流域特別是主干流下游的影響應(yīng)該引起重視。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]《第一次全國(guó)水利普查成果叢書》編委會(huì).河湖基本情況普查報(bào)告[A].北京:中國(guó)水利水電出版社，2017.

　　[2]WangSL，JinHJ，LiSX，etal.PermafrostdegradationontheQinghai-TibetPlateauanditsenvironmentalimpacts[J].PermafrostandPeriglacialProcesses，2000，11(1):43-53.

　　[3]李承鼎，康世昌，劉勇勤，等.西藏湖泊水體中主要離子分布特征及其對(duì)區(qū)域氣候變化的響應(yīng)[J].湖泊科學(xué)，2016，28(4):743-754.

　　[4]YaoTD，ThompsonL，YangW，etal.DifferentglacierstatuswithatmosphericcirculationsinTibetanPlateauandsurroundings[J].NatureClimateChange，2012，2(9):663-667.

　　[5]MeybeckM.Globalchemicalweatheringofsurficialrocksestimatedfromriverdissolvedloads[J].AmericanJournalofScience，1987，287(5):401-428.

　　[6]HuangX，Sillanp�|�|M，GjessingET，etal.WaterqualityinthesouthernTibetanplateau:ChemicalevaluationoftheYarlungTsangpo(Brahamputra)[J].RiverResearchandApplications，2011，27:113-121.

　　作者：仁增拉姆，羅珍，陳虎林，黃香

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