神东矿区矿井水灌溉适宜性空间分布特征

摘要

神东矿区位于我国西北地区,气候干旱,水资源匮乏,大量矿井水被用于矿区生态灌溉。针对矿井水灌溉适宜性,通过矿区矿井水现场采样和水化学测试,分析了水质参数的空间分布规律及水化学类型,分别应用钠离子吸附比（SAR）、可溶性钠百分比(K_Na)、凯利比率（KR）、渗透率指数（PI）、残余碳酸钠（RSC）、镁吸附比(K_Mg)单指标法以及USSL图解法、Wilcox图解法进行了长期生态灌溉适宜性预测评价,同时结合矿区地下水位埋深、土壤质地类型以及气候条件,讨论了指标的适用性。研究结果表明,神东矿区矿井水中主要离子质量浓度排序,阳离子为Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺,阴离子为HCO₃^-、SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-;矿井水整体上呈弱碱性,Cl^-、NO₃^-离子浓度在空间上变化较显著;Na⁺、Cl^-、SO₄^2-、溶解性总固体（TDS）、电导率（γ）之间、Ca²⁺与Mg²⁺之间存在较强的正相关性,F^-与Ca²⁺、Mg²⁺之间具有一定的负相关性;矿井水主要水化学类型为Na HCO₃型,化学成分主要受到离子交换作用以及蒸发作用的影响;矿井水中Na⁺、SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺相对富集,且Cl^-、F^-、TDS和γ存在超标;矿区地下水和地表水渍涝共同影响下的盐分积累作用不明显,土壤板结问题不突出,PI法、USSL图解法不适宜本区灌溉水质评价;基于Wilcox图解法的评价结果,哈拉沟矿、石圪台矿及大柳塔井的矿井水适宜作为灌溉水,补连塔矿、上湾矿、布尔台矿、乌兰木伦矿及活鸡兔井的矿井水不宜长期直接用于灌溉。研究结果对于合理开发利用矿区矿井水资源具有理论与实际意义。

关键词

神东矿区 / 矿井水 / 水化学 / 灌溉水质