新疆天山西部主要河流水化学特征沿程变化研究——以伊犁河和博尔塔拉河为例

作     者：玛尔胡拜·牙生 

作者单位：新疆师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吉力力·阿不都外力;麦麦提吐尔逊·艾则孜

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 081501[工学-水文学及水资源] 0815[工学-水利工程] 

主      题：天山 伊犁河 博尔塔拉河 水化学 氢氧同位素 灌溉适应性 

摘      要：新疆位于亚欧大陆腹地,地域辽阔,气候复杂多变,大多数河流都来自山区。地质构造和地理环境差异很大,降雨少,是中国典型的内陆干旱地区。水资源和水环境问题作为社会迅速发展中的一个严重问题,研究水体水化学特征及氢氧同位素特征揭示流域水环境和水循环现状,对合理保护水资源和采用有重要的意义。本文主要通过对天山西段两条主要河流(伊犁河、博尔塔拉河)常量离子组成进行分析的基础上,结合数理统计学方法、水化学图解等方法探讨了水化学特征和氢氧同位素特征及其影响因素并研究了沿程变化规律。在此基础上,对两条河流的灌溉适宜性进行了评价,以期为天山西段水环境状况评估提供科学依据。本文研究结果表明:(1)研究区伊犁河河水pH值在7.85.14,平均值为8.01。博尔塔拉河河水pH值在8.21.46范围,平均值为8.55。伊犁河和博尔塔拉河河水体均呈现弱碱性,主要阴、阳离子均为HCO和Ca。研究区两条河阳离子含量为CaNaMgK,阴离子含量为HCOSOCl。Piper图分类显示,两条河水化学类型均为HCO—Ca—Mg。(2)伊犁河和博尔塔拉河河水水样中TDS的大小主要由水中的HCO,Ca的浓度决定,从而HCO、Ca是河水水质的主控离子,并且河流水化学特征主要受岩石风化作用的控制,碳酸盐岩风化作用明显影响该研究区水化学组成及特征。(3)对伊犁河和博尔塔拉河河水中各常量离子、pH、电导率和TDS组分制作空间分布图来分析沿程变化,得出伊犁河河水中水化学组分的含量随着海拔高度的升高逐渐增加,而博尔塔拉河河水中水化学组分的含量从上游到下游逐渐增高趋势。(4)根据在伊犁河及博尔塔拉河所采集的河水中的δD和δO样品数据得到伊犁河河水线(SWL)方程:δD=6.85δO-17.49(R=0.67),其斜率和截距分别为6.85和17.49‰。博尔塔拉河水线(SWL)方程:δD=3.29δO-57.3(R=0.48),其斜率和截距分别为3.29和57.3‰。从伊犁河和博尔塔拉河河水氢氧同位素与经、纬度的相关性关系反映了伊犁河和博尔塔拉河河水氢、氧同位素分布的大陆效应。(5)根据绘制USSL图和Wilcox图,可以看出,伊犁河EC的变化范围是197.973.5μS·cm,均值为407.3μS·cm。博尔塔拉河EC的变化范围是137.4232μS·cm,均值为374.9μS·cm。样点均在C1、C2区。伊犁河和博尔塔拉河水样中93%的样品落在优良区,表明伊犁河和博尔塔拉河河水水质适宜灌溉。从研究结果得出,伊犁河和博尔塔拉河水体常量离子主要受岩石风化作用的影响,同时伊犁河和博尔塔拉河河水灌溉适应性评价为水质适宜灌溉,研究结果对天山西段水环境评价及水资源可持续利用具有较为重要的意义。