马莲河流域化学风化的季节变化和影响因素

王雨山韩双宝邓启军祁晓凡

中国地质调查局水文地质环境地质调查中心中国地质大学(北京)水资源与环境学院

摘要：为查明黄土高原马莲河流域不同季节河水化学的变化特征、来源及主要控制因子,2016年1¹2月在流域下游雨落坪水文站采集时间序列水样40组,分析了主要离子组成并计算了化学风化速率.结果表明,河水总溶解固体（TDS）均值1 154.0 mg·L^-1,远高于长江、黄河和珠江.阳离子以Na+为主,均值202.8 mg·L^-1,其次为Ca²⁺和Mg²⁺,阴离子以SO₄^2-为主,均值431.2 mg·L^-1.主要离子质量浓度的季节变化明显,总体规律是雨季前降低,雨季后增高,在融冰期和暴雨期分别突增和骤降.离子来源主要为岩石化学风化,蒸发岩、硅酸盐和碳酸盐贡献比例均值分别为67.1%、13.7%和19.2%.矿物含量和风化速率的不同决定了各风化作用对气候变化的差异响应:蒸发岩因其高风化速率对季风气候响应积极,雨季风化作用增强;雨季前期河水流量低,较长的水岩作用时间有利于硅酸盐风化进行;碳酸盐风化作用在雨季晚期和后期明显增强,可能因其在黄土中含量较高,雨季后降雨吸收了更多的土壤CO₂形成H2CO3增进了碳酸盐的溶解.蒸发岩、碳酸盐风化速率和流量显著正相关,流量是控制流域化学风化的主要因素.

关键词：

马莲河; 水化学; 季节变化; 蒸发岩; 化学风化;

基金资助：

国家自然科学基金项目（41502259）；中国地质调查局项目（DD20160288）；