【摘要】：本文選取一個較大的典型巖溶流域—漓江流域,通過收集水文地質(zhì)資料,進行野外巖溶水文地質(zhì)調(diào)查,研究其地質(zhì)區(qū)域背景,利用水化學(xué)、同位素地球化學(xué)相結(jié)合來研究外源水對巖溶作用的影響機制所存在的差異,定量分析流域外源水對巖溶碳匯通量的促進強度。選取漓江干流及其部分支流作為研究對象,并分別于2017年4月、2017年7月、2017年10月、2018年1月進行野外采樣及對河流流量的監(jiān)測,掌握流域水體水化學(xué)變化特征,揭示主要離子時空變化特征以及主要來源,探討不同因素對河流水化學(xué)變化特征的響應(yīng)。分析河水中DIC濃度時空變化特征以及主要來源和影響水中DIC濃度變化的影響因素。估算流域內(nèi)巖石風(fēng)化速率及由其造成的CO_2消耗量和通量。通過對比分析流域內(nèi)巖石風(fēng)化理論上的碳匯通量以及實際監(jiān)測計算的碳匯通量的差異,進而揭示外源水對漓江流域的增匯機制,準(zhǔn)確計算巖溶區(qū)的碳匯通量。主要得出以下結(jié)論:(1)漓江流域水體水化學(xué)類型屬于HCO_3-Ca型,巖溶水在調(diào)查期間陽離子組分濃度大小順序為Ca~(2+)Mg~(2+)K~++Na~+,其中Ca~(2+)為河水中主要的陽離子,平均占陽離子總量的66.18%,其次為Mg~(2+),占陽離子總量的26.39%,Na~+和K~+所占陽離子總量的比例小于8%,陰離子組分濃度大小順序為HCO_3~-SO_4~(2-)NO_3~-Cl~-,其中HCO_3~-為水中主要陰離子,占陰離子總量的60%~90%,平均值為83.68%,其次為SO_4~(2-),平均占陰離子總量的8.14%,NO_3~-和Cl~-二者占陰離子總量的不到10%,外源水陽離子組成與巖溶水有所差異,陽離子組分濃度大小順序為Mg~(2+)Ca~(2+)Na~+K~+,Mg~(2+)約占陽離子總量的51.06%,Ca~(2+)占39.7%,Na~+占8.18%,K~+占比小于2%。陰離子中仍以HCO_3~-為主要離子,離子組分濃度順序與巖溶水一致。離子來源分析表明,Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-主要來源于巖石風(fēng)化,以碳酸鹽巖的風(fēng)化為主,K~+、Cl~-與Na~+主要來源于硅酸鹽巖的風(fēng)化以及人類活動的影響,SO_4~(2-)和NO_3~-則主要來源于人類活動的影響,如化肥、農(nóng)藥的使用。TDS濃度與碳酸鹽巖的分布面積呈正相關(guān)的關(guān)系。(2)漓江流域DIC濃度變化范圍介于18.3~207.4 mg/L之間,平均值為79.18mg/L,其中外源水DIC濃度變化范圍為18.3~79.3 mg/L,平均值為35.88 mg/L,流域內(nèi)DIC空間分布上的不均主要受控于流域的地質(zhì)背景,與巖性的分布面積有關(guān)。漓江流域水體δ~(13)C_(DIC)值變化范圍介于-14.55‰~0.6‰之間,總體平均值為-7.1‰,由于河流流量的影響,豐水期δ~(13)C_(DIC)值與河水DIC含量表現(xiàn)出正相關(guān)的關(guān)系,而枯水期表現(xiàn)出負相關(guān)的關(guān)系。水體DIC主要來源于巖石的溶蝕風(fēng)化以及大氣和土壤CO_2。(3)漓江流域內(nèi)硅酸鹽巖的巖石風(fēng)化速率小于碳酸鹽巖的風(fēng)化速率,其中硅酸鹽的風(fēng)化速率為1.57 t/(km~2.a~(-1)),碳酸鹽巖的風(fēng)化速率為8.16t/(km~2.a~(-1)),總風(fēng)化速率為9.73t/(km~2.a~(-1))。外源水促進了巖溶作用的發(fā)生,流入巖溶區(qū)后,河水DIC濃度逐漸增加,碳匯通量也不斷升高,由于外源水的增匯作用,實際計算的碳匯通量相較于理論碳匯通量增加了0.87倍,數(shù)量可觀,因此在計算巖溶區(qū)巖溶碳匯時,外源水的作用不能忽略。漓江流域巖石風(fēng)化過程對大氣CO_2的消耗通量為240.909×10~3 t CO_2/km~2.a,高于全球平均值5.026×10~3 t CO_2/km~2.a 48倍,表現(xiàn)出了漓江流域在平衡全球碳循環(huán)中的重要作用。
【圖文】：

研究技術(shù)路線圖

16圖 2.1 漓江流域巖性分布及采樣點設(shè)置圖中各采樣點代號對應(yīng)地點表示為：L1 華江，L2 峽背，L3 甘棠江，L4 大面圩，L站，L6 龍門村，L7 良豐河，L8 潮田水文站，，L9 省里，L10 楊堤，L11 遇龍河，河，L13 陽朔水文站，HBJ 黃柏江，XRJ 小溶江，SGP 社公坪，SH1/2 雙河 1/2）
【學(xué)位授予單位】：桂林理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X144;P641.134

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本文編號：2638543