贵州威宁草海流域地下水水化学特征及无机碳通量估算

作者：曹星星; 吴攀; 杨诗笛; 刘闪; 廖家豪

来源：环境科学, 2021, 42(04): 1761-1771.

DOI：10.13227/j.hjkx.202007163

• 水化学
• 地下水
• 岩溶碳汇
• 外源酸
• 草海湿地

贵州威宁县草海是我国最大的岩溶湿地,岩溶地下水是其重要的补给水源和物质来源.本研究在丰水期、枯水期和平水期对草海流域内12处地下水进行了采集并测定,揭示了该流域地下水水化学特征和主要离子来源,并基于水化学径流模数法初步估算了草海流域岩溶碳汇通量.结果表明,草海流域地下水水化学类型以HCO3-Ca型为主,东南部个别泉点在平水期为SO4-Ca型.地下水中优势离子均以Ca2+、Mg2+和HCO3-为主,季节上SO42-和Mg2+平均质量浓度呈现出平水期>枯水期>丰水期,NO3-平均质量浓度则表现为丰水期>枯水期>平水期,其他离子季节变化特征不明显.空间上草海北部地下水中Ca2+和HCO3-质量浓度相对较高,K+、Na+和Cl-在西南部地下水中质量浓度较高,东南部地下水中Mg2+、NO3-和SO42-质量浓度较高.地下水中Ca2+、Mg2+和HCO3-主要受到碳酸盐岩溶蚀的控制,碳酸、硫酸和硝酸均参与了流域内碳酸盐岩的风化,三期大部分地下水中NO3-主要受土壤氮和生活污水的影响,东南部地下水NO3-则主要受农业活动影响,K+、Na+、Cl-和SO42-的来源则无明显时空差异,前3种离子主要受人类活动影响,而SO42-则主要来源于地层中含硫化合物的溶解.研究区外源酸参与流域碳酸盐岩风化具有较高比例,季节上表现为平水期外源酸参与流域碳酸盐岩比例最高,丰水期最低的特征,在扣除外源酸参与流域碳酸盐岩风化的比例后,初步估算草海流域无机碳通量平均约为181.5 t·a-1,岩溶地下水向草海输送HCO3-量平均约为1 144.1 t·a-1.

• 单位
  贵州大学