宁夏清水河流域地表水水化学特征及高氟水成因机制

赵增锋; 王楚尤; 邱小琮; 周瑞娟; 杨强强; 赵睿智

doi:10.13745/j.esf.sf.2023.12.36

地学前缘 ›› 2024, Vol. 31 ›› Issue (6) : 462 -473. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2023.12.36

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宁夏清水河流域地表水水化学特征及高氟水成因机制

赵增锋 ¹ ,
王楚尤 ¹ ,
邱小琮 ²^,^* ,
周瑞娟 ³ ,
杨强强 ¹ ,
赵睿智 ¹

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Hydrochemical characteristics of surface water and genetic mechanism of high fluorine water in Qingshui River Basin in Ningxia

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摘要

为探明黄河流域宁夏段最具代表性的支流清水河流域地表水水化学控制因素和高氟水成因,于2022年平水期(5月)、丰水期(7月)和枯水期(12月)对清水河流域30个点位进行3次采样。分析水化学组分和氟的时空分布特征,解析高氟水的形成机制和富集机制,基于绝对因子分析—多元线性回归受体模型定量计算不同因素对流域地表水水化学组分的贡献。结果表明:清水河流域地表水呈弱碱性,总体上阴离子质量浓度表现为 $SO 4 2 -$ >Cl^-> $HCO 3 -$ ,阳离子质量浓度表现为Na⁺>Mg²⁺>Ca²⁺>K⁺;F^-质量浓度表现为枯水期>丰水期>平水期,支流>水库>干流;地表水水化学类型以SO₄-Cl-Na型为主,其次为SO₄-Cl-Ca-Mg型;蒸发浓缩、岩石风化、矿物溶解沉淀和阳离子交换吸附是控制高氟水形成的主要因素,气候、地形和水化学组分是控制高氟水富集的主要因素;自然因素是清水河流域地表水水化学的关键驱动因子,对研究区地表水水化学组分的贡献占77.56%,人为活动主要贡献了TP(59%)、 $SO 4 2 -$ (10%)和Ca²⁺(10%);自然物源对研究区地表水水化学组分的贡献表现为硫酸盐矿物风化>硅酸盐矿物风化>碳酸盐矿物风化>岩盐风化,其中 F^-的主要贡献源是硫酸盐矿物风化(56%)。