郭金燕, 賈克力, 史小紅, 趙勝男, 孫標(biāo)

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呼倫湖非冰封期與冰封期水化學(xué)特征變化研究

郭金燕, 賈克力*, 史小紅, 趙勝男, 孫標(biāo)

內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué), 水利與土木建筑工程學(xué)院, 內(nèi)蒙古呼和浩特 010018

選取呼倫湖為研究對(duì)象, 利用Gibbs圖分析其主離子組成變化特征, 確定呼倫湖湖泊水體離子類型; 并對(duì)冰封期和非冰封期水化學(xué)分布特征進(jìn)行研究。結(jié)果表明: 呼倫湖水化學(xué)類型為[C]NaⅠ 型水; 非冰封期內(nèi)湖泊水體總?cè)芙庑怨腆w(TDS)值為831.31 mg·L–1, 低于冰封期冰下水體TDS均值976.57 mg·L–1; 電導(dǎo)率(EC)全年極值為2.120 ms·cm–1出現(xiàn)在冰封期內(nèi)的冰下水體; 冰封期內(nèi), 冰下水體陰陽(yáng)離子濃度是冰層中的10倍以上; 對(duì)9月份水體進(jìn)行分層研究發(fā)現(xiàn)表層水各離子濃度平均值較下層偏大, 分層無(wú)明顯規(guī)律; Gibbs圖顯示湖水離子組成受蒸發(fā)作用, 與干旱區(qū)湖泊特征相似。

主離子; 水化學(xué)特征; 冰封期; 分層; 呼倫湖

1 前言

湖泊水化學(xué)特征是湖泊的重要自然特征之一, 湖泊水體的環(huán)境地球化學(xué)性質(zhì)能夠揭示湖泊蒸發(fā)、化學(xué)風(fēng)化、大氣沉降以及人為輸入之間的關(guān)系[1–2], 對(duì)湖泊水體中離子含量特征及時(shí)空變化進(jìn)行研究不僅可以確定該流域溶解質(zhì)的來(lái)源, 其含礦化度和化學(xué)成分的變化還可指示湖泊所處環(huán)境的變化[3], 對(duì)于研究湖泊水體循環(huán)、水動(dòng)力環(huán)境以及水文地球化學(xué)特征具有重要的作用。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)天然水的化學(xué)成分及其在時(shí)空上的分布和演變進(jìn)行了大量的研究[4–6], 研究表明, 湖泊水化學(xué)不僅可以分析湖泊水質(zhì)的時(shí)空變化特征[7], 而且可以提供有關(guān)流域的水體循環(huán)規(guī)律資源量組成等水動(dòng)力環(huán)境方面的信息[8–9], 更好地揭示水體與環(huán)境的相互作用機(jī)制[10]。

呼倫湖地區(qū)處在半干旱的高緯度地帶, 具有長(zhǎng)冰封期的特點(diǎn), 每年從10月中下旬開始結(jié)冰, 到第二年5月上旬冰體全部融化, 大約為6個(gè)月左右, 冰層較厚為0.6—0.8 m(2014年12月實(shí)測(cè)值)。因此, 湖水中的陰陽(yáng)離子、水化學(xué)特征必有著與南方湖泊不同的特征。所以明確非冰封期與冰封期湖泊水體與冰體的水化學(xué)特征具有重要意義, 同時(shí)可為蒙新高原湖區(qū)、青藏高原湖區(qū)等寒旱區(qū)的研究提供一定的參考依據(jù)。文中以內(nèi)蒙古呼倫湖為研究對(duì)象, 分季節(jié)采集湖水, 分析呼倫湖水體離子類型、非冰封期與冰封期湖泊水化學(xué)特征及變化規(guī)律, 探討可能的影響因素, 對(duì)研究湖泊的演化趨勢(shì)以及制定相關(guān)的湖泊水環(huán)境保護(hù)方案具有重要意義。

2 材料與方法

2.1 研究區(qū)概況

呼倫湖又名達(dá)賚湖, 位于中國(guó)東北部的內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市新巴爾虎右旗、新巴爾虎左旗及滿洲里之間, 地理坐標(biāo)介于116°58￠—117°48￠E, 48°33￠—49°20￠N之間, 是中國(guó)第五大湖, 內(nèi)蒙古第一大湖。湖盆東邊是興安嶺山脈, 西邊及南邊是蒙古高原。湖面呈不規(guī)則斜長(zhǎng)方形, 軸為東北至西南方向, 湖面呈不規(guī)則斜長(zhǎng)方形, 軸線方向?yàn)闁|北至西南, 其長(zhǎng)度為93 km, 最大寬度為41 km, 平均寬25.2 km, 湖周長(zhǎng)447 km, 湖水面積2339 km2, 平均水深5.7 m, 蓄水量可達(dá)120億m3。呼倫湖地區(qū)處在半干旱的高緯度地帶, 屬中溫帶大陸性氣候。呼倫湖近二十年平均降水量為228.6 mm, 年內(nèi)的降水量分布主要集中在6—9月, 約為全年的80%—86%; 近二十年平均蒸發(fā)量為1141 mm, 全年最大時(shí)期為5—7月, 平均每月蒸發(fā)量達(dá)250 mm[11–12]。

2.2 樣品采集

根據(jù)呼倫湖面積大小以及水體流向等情況共設(shè)置13個(gè)取樣點(diǎn)(見圖1), 取樣點(diǎn)編號(hào)分別為A10、B9、D7、D11、E8、F5、F9、H3、H3補(bǔ)、I2、I5、G2、G8以及部分散點(diǎn)。利用 GPS定位監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置, 水樣采集定于 2014 年 7、8、9月( 非冰封期) 和12月( 冰封期) 每月取樣一次, 共進(jìn)行 4次水樣采集, 利用深水采樣器在呼倫湖每個(gè)采樣點(diǎn)采集上覆水體水樣500 mL裝入采樣瓶中, 并對(duì)9月份湖水按呼倫湖實(shí)測(cè)深度平均分成三層分層進(jìn)行采樣, 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定水體pH、電導(dǎo)率、溶解氧、溶解性總固體、水深、水溫等指標(biāo), 采集樣品及時(shí)送回實(shí)驗(yàn)室分析; 冰樣采集于2014年12月取樣一次, 用直徑為8.3 cm的冰鉆對(duì)湖區(qū)13個(gè)取樣點(diǎn)進(jìn)行冰樣采集同時(shí)測(cè)得冰厚, 現(xiàn)場(chǎng)將冰芯按其長(zhǎng)度平均分成三層進(jìn)行切割, 裝入潔凈的塑料桶中, 帶回實(shí)驗(yàn)室在室溫下全部融化并對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。

2.3 樣品處理與測(cè)試

樣品送回實(shí)驗(yàn)室后, 用循環(huán)水多用真空泵和孔徑 0.45 μm、直徑 50 mm的微孔濾膜過(guò)濾100 mL原水樣, 過(guò)濾后濾液保存到潔凈的聚氟乙烯瓶中待測(cè), 抽取1 mL濾液用于陰離子(Cl–、SO42–、F–、NO2–、NO3–)和陽(yáng)離子(Na+、K+、Mg2+、Ca2+) 的測(cè)定。陰離子、陽(yáng)離子用美國(guó)戴安(DIONEX) 公司生產(chǎn)的的 ICS-90離子色譜儀檢測(cè), HCO3–采用連續(xù)滴定法測(cè)定, 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)將冰樣在室溫下完全融化以后, 陰、陽(yáng)離子的測(cè)定同水樣一致。湖水(pH均值)呈弱堿性, 由水中溶解CO32–和HCO3–的平衡關(guān)系可知, CO32–離子含量很小, 占二者總量的不足5%, 因此本研究中CO32–忽略不計(jì), 測(cè)試相隨標(biāo)準(zhǔn)差±5%, 數(shù)據(jù)的精度和準(zhǔn)確度均符合要求。

3 結(jié)果與討論

3.1 呼倫湖非冰封期與冰封期水化學(xué)特征

3.1.1 礦化度(TDS)

非冰封期內(nèi), 呼倫湖湖泊水體礦化度TDS濃度范圍分別為7月658—860 mg·L–1, 8月739—939 mg·L–1,9月685—940 mg·L–1, 而12月冰封期內(nèi)冰下水體礦化度變化范圍為937—1059 mg·L–1, TDS年內(nèi)變化有明顯差異(<0.005), 7月份TDS濃度平均值為782.67 mg·L–1, 8月份TDS濃度平均值為849.57 mg·L–1, 9月份TDS濃度平均值為861.70 mg·L–1, 12月份TDS濃度平均值為976.57 mg·L–1。根據(jù)TDS大小可將水體劃分為淡水(小于1000 mg·L–1)、稍咸水(1000—3000 mg·L–1)和中度咸水(3000—10000 mg·L–1)等, 結(jié)合湖水?dāng)?shù)據(jù)可知, 呼倫湖非冰封期水體TDS均值為831.31 mg·L–1, 屬于淡水; 冰封期采樣點(diǎn)F5、G2、G8、H3、I2、I5點(diǎn)的冰下水體TDS濃度值均大于1000 mg·L–1, 屬于稍咸水。西南岸的冰下水體TDS值偏大, 這是因?yàn)槲髂虾^(qū)地形較低, 湖底腐殖質(zhì)二次釋放污染的原因。由于水在結(jié)冰過(guò)程中對(duì)鹽分具有排出作用, 隨著呼倫湖從凍冰開始到完全進(jìn)入冰封狀態(tài), 大量鹽分濃縮在冰下水層, 導(dǎo)致冰下水體含鹽量礦化度增大。結(jié)合圖3(1)可知, TDS年內(nèi)變化在非冰封期與冰封期具有明顯差異(<0.005)。

3.1.2 電導(dǎo)率(EC)

電導(dǎo)率EC值的大小主要取決于水體所含離子濃度。呼倫湖水體非冰封期內(nèi)EC值變化區(qū)間在1.315—1.880 ms·cm–1之間, 平均值為1.607 ms·cm–1。冰封期湖泊水體EC值范圍是0.624~2.120 ms·cm–1, 平均值為1.804 ms·cm–1。全年極值出現(xiàn)在冰封期內(nèi)的冰下水體。由圖3(2)可看出非冰封期內(nèi)EC值變化趨勢(shì)與TDS的變化趨勢(shì)相似, 電導(dǎo)率和礦化度均是表征水體含鹽量的指標(biāo), 電導(dǎo)率反映的是水中離子含量的多少, 礦化度是水中所含無(wú)機(jī)礦物成分的總量, 因此電導(dǎo)率和礦化度在同一水域中存在很大的相關(guān)性。

3.1.3 酸堿度(pH)

pH值反映水體的酸堿性強(qiáng)弱, 它對(duì)水體中的氧化還原反應(yīng)起著一定的控制作用。2014年非冰封期與冰封期呼倫湖湖泊水體pH值相差不大, 7、8、9、12月pH值范圍分別為9.02—9.20、8.94—9.08、9.01—9.45、8.54—8.97, 湖泊水體在一年中呈現(xiàn)弱堿性特征。同時(shí)對(duì)湖泊水體不同季節(jié)pH變化進(jìn)行描述, 見圖3(3) , 9月pH值略高于其他月份, 總的來(lái)說(shuō)pH值水平分布和年內(nèi)變化范圍不大。pH值的影響因素主要有水溫, 水生生物, 離子總量等。水生動(dòng)植物的呼吸作用和光合作用對(duì)水中CO2產(chǎn)生影響, 從而影響pH值; 同樣, 溫度升高, 水中CO2的溶解度減小, pH則上升; 在同大氣接觸的表層, 離子總量增大, CO2在水中的溶解度減小, pH上升; 實(shí)驗(yàn)室測(cè)得呼倫湖9月份離子總量大于其他月份, 故其pH值高于其他月份。

3.1.4 溶解氧(DO)

呼倫湖水體非冰封期內(nèi)DO(圖3(4))變化區(qū)間在6.26—10.48 mg·L–1之間, 平均值為8.02 mg·L–1。冰封期湖泊水體DO值范圍是 7.28—14.33 mg·L–1, 平均值是11.61 mg·L–1。溶解氧值是研究水自凈能力的一種依據(jù), 水里的溶解氧被消耗, 要恢復(fù)到初始狀態(tài), 所需時(shí)間短, 說(shuō)明該水體的自凈能力強(qiáng), 或者說(shuō)水體污染不嚴(yán)重。否則說(shuō)明水體污染嚴(yán)重, 自凈能力弱, 甚至失去自凈能力[13]。冰封期湖泊水體溶解氧含量較高是因?yàn)樗械娜芙庋醯暮颗c空氣中氧的分壓、水的溫度以及含鹽量等因素都有密切關(guān)系[14]。在自然情況下, 空氣中的含氧量變動(dòng)不大, 故水溫是主要的因素, 水溫愈低, 水中溶解氧的含量愈高。

3.2 呼倫湖水體主要離子組成及水化學(xué)類型

表1列出了2014 年呼倫湖水體主要離子組成及含量的平均值。呼倫湖湖泊水體陰離子中HCO3–為優(yōu)勢(shì)離子, 其次為Cl–; 陽(yáng)離子中Na+為優(yōu)勢(shì)離子, 其次為Mg2+, K+含量最小。在離子含量中, Na+和K+離子占陽(yáng)離子總量的94% 以上, HCO3–占陰離子總量的66%左右。采用O×A×阿列金分類法[15], 結(jié)果顯示呼倫湖湖泊水體水化學(xué)類型為[C]NaⅠ 型水。

3.3 呼倫湖水體水化學(xué)特征年內(nèi)變化

對(duì)一年中湖泊水體不同離子在不同季節(jié)的分布特征進(jìn)行分析見圖4。湖泊水體Cl–、SO42–均在7月份濃度平均值達(dá)到最大值, 分別為219.56 mg·L–1、176.92 mg·L–1; Na+、Ca2+、HCO3–均在9月份濃度平均值達(dá)到最大值, 分別為400.87 mg·L–1、16.16 mg·L–1、436.48 mg·L–1; Mg2+、K+則在12月份濃度平均值達(dá)到最大值, 分別為36.07 mg·L–1和11.21 mg·L–1。Na+和HCO3–占全湖離子總量達(dá)到64%以上, Cl–占離子總量的17.9%, SO42–占離子總量的14.6%, Mg2+、K+、Ca2+離子含量之和在3%左右。從全湖水體來(lái)看, 7、8月水體離子含量略低于9月。其原因一方面可能是7、8月降雨量大, 湖泊補(bǔ)給量大, 大量的進(jìn)水對(duì)湖泊水體離子濃度起到了一定的稀釋作用, 且水流速度增加, 水體排出速率增加; 另一方面, 7、8月份氣溫高, 蒸發(fā)迅速, 強(qiáng)烈的蒸發(fā)濃縮作用又使離子濃度增大, 因此湖泊水體離子濃度在這兩方面因素作用下發(fā)生變化。

表1 2014年呼倫湖主要離子組成及含量

注: 數(shù)據(jù)表示方式為(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)。

3.3.1 水化學(xué)特征控制因素

世界河流、湖泊及主要海洋水TDS與Na+/(Na++ Ca2+)、TDS與Cl–/(Cl–+HCO3–)關(guān)系圖[16–17](圖8)區(qū)別出天然水化學(xué)成分的三個(gè)主要來(lái)源, 即為蒸發(fā)—結(jié)晶、巖石風(fēng)化和大氣降水。在Gibbs圖中, 湖水具有較高的Na+/(Na++Ca2+)或Cl–/(Cl–+HCO3–)比值(接近于1)但礦化度較低時(shí), 說(shuō)明這類湖水主要受到攜帶海鹽的大氣降水補(bǔ)給, 其離子組成含量決定于大氣中“純水”對(duì)海洋氣溶膠的稀釋作用。Na+/(Na++Ca2+)或Cl–/(Cl–+HCO3–)比值在0.5左右或小于0.5且礦化度中等時(shí), 湖水離子主要來(lái)源于可溶性巖石的風(fēng)化物。礦化度和Na+/(Na++Ca2+)或Cl–/(Cl–+HCO3–)的比值均很高時(shí), 則說(shuō)明湖水分布在蒸發(fā)作用很強(qiáng)的干旱區(qū)域[18]。將2014年7、8、9、12月份采樣點(diǎn)的呼倫湖湖泊水化學(xué)數(shù)據(jù)繪于Gibbs圖中, 可以看出, 所有水樣處于蒸發(fā)—結(jié)晶作用控制, 遠(yuǎn)離大氣降水作用控制帶, 受人為因素影響很小, 即呼倫湖水化學(xué)特征主要受蒸發(fā)作用影響, 符合內(nèi)陸湖泊特點(diǎn), 表明其受大氣環(huán)流影響較小, 表現(xiàn)出與干旱區(qū)湖泊相似的特征[19]。

3.3.2 非冰封期呼倫湖水體水化學(xué)變化特征

2014年非冰封期呼倫湖湖泊水體中陰離子和陽(yáng)離子不同季節(jié)離子濃度存在差異。非冰封期內(nèi)湖泊水體陰陽(yáng)離子濃度變化范圍以及濃度平均值分布見圖6, Na+、Mg2+、Cl–、SO42–、HCO3–離子濃度平均最小值均出現(xiàn)在8月份, 分別為: 364.44 mg·L–1、5.90 mg·L–1、211.14 mg·L–1、161.08 mg·L–1、248.70 mg·L–1; K+、Ca2+離子濃度平均最小值出現(xiàn)在7月份, 分別為1.89 mg·L–1和13.73 mg·L–1。

對(duì)于有一定水深的湖泊, 水體的季節(jié)性分層(thermal stratification)可能對(duì)湖泊內(nèi)幾乎所有水環(huán)境演化的過(guò)程起著控制或影響作用[20]。對(duì)9月份呼倫湖水體進(jìn)行水化學(xué)分層研究, 各離子濃度范圍及均值見下圖, 1為底層水, 2為中間層, 3為表層水。底層Mg2+、K+、HCO3–明顯低于其他兩層; 第二層和表層各離子濃度進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn), 各離子濃度值相近, 表層大部分離子略高于第二層, 研究結(jié)果表明, 表層水各離子濃度平均值較下層偏大, 但分層無(wú)明顯規(guī)律。

3.3.3 冰封期呼倫湖水體水化學(xué)變化特征

冰封期內(nèi)湖泊冰體和冰下水體陰陽(yáng)離子濃度范圍以及濃度平均值分布見圖8, 陰陽(yáng)離子中優(yōu)勢(shì)離子Cl–、Na+在湖泊冰體中的濃度平均值分別為8.68 mg·L–1、12.99 mg·L–1, 在冰下水體中的濃度平均值分別為121.41 mg·L–1、241.42 mg·L–1。分別比冰體中優(yōu)勢(shì)離子濃度高出15倍和11倍多。冰封期內(nèi), 冰下水體各離子濃度均比冰體高出十多倍。而對(duì)冰體進(jìn)行分層研究發(fā)現(xiàn), 表層冰體比中間層冰體離子濃度高, 但低于底層接近水體的冰體, 這是因?yàn)楸w形成后, 由于大氣沉降等原因, 使得表面的冰體離子濃度受到影響, 而底層冰體由于和冰下水體直接接觸, 也會(huì)受到其影響從而使離子濃度高于中間層冰體。

4 討論與結(jié)論

4.1 討論

我國(guó)湖泊水化學(xué)特征的研究大多集中在長(zhǎng)江中下游, 西南巖溶區(qū)域以及青藏高原湖區(qū)和新疆地區(qū), 并取得了一定的研究成果[21–22]。內(nèi)蒙古高原具有長(zhǎng)冰封期的特點(diǎn), 該區(qū)域的研究具有特殊性。有相關(guān)研究表明, 湖水結(jié)冰的過(guò)程是從表面自上而下進(jìn)行, 冰體在結(jié)晶過(guò)程中會(huì)排出雜質(zhì), 湖泊水體中的鹽分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在結(jié)冰過(guò)程中由冰層進(jìn)入冰下水體, 結(jié)冰過(guò)程對(duì)水體中的鹽分及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有一定的濃縮效應(yīng), 使得冰封后冰下水層各離子濃度均高于冰層中各離子濃度, 文中對(duì)呼倫湖冰封期冰體和冰下水體離子濃度的研究結(jié)果與張巖等在烏梁素海對(duì)氮磷污染物在冰體水體中的變化趨勢(shì)相吻合[23–25], 通過(guò)對(duì)內(nèi)蒙古高原典型湖泊水化學(xué)特征變化進(jìn)行分析, 為今后在寒旱區(qū)的研究提供基礎(chǔ)資料和科學(xué)依據(jù)。

4.2 結(jié)論

(1) 對(duì)呼倫湖基本理化參數(shù)進(jìn)行分析, 呼倫湖湖泊水體水化學(xué)類型為[C]NaⅠ型水; 一年中湖泊水體pH值相差不大, 呈現(xiàn)弱堿性特征。TDS的年變化顯著, 非冰封期內(nèi)湖泊水體TDS均值為831.31 mg·L–1,低于冰封期冰下水體TDS均值976.57 mg·L–1。EC全年極值出現(xiàn)在冰封期內(nèi)的冰下水體。非冰封期內(nèi)EC值變化趨勢(shì)與礦化度較為一致。

(2) 呼倫湖主要離子年內(nèi)季節(jié)變化特征表明, 夏季湖泊補(bǔ)給水量大, 水體交換速率快致使夏季湖泊水體離子含量小, 冬季冰下水體陰陽(yáng)離子質(zhì)量濃度均高于其他季節(jié), 且冰封期內(nèi), 冰下水體陰陽(yáng)離子濃度比冰層中陰陽(yáng)離子濃度高很多, 再次驗(yàn)證了冰封期呼倫湖的結(jié)冰過(guò)程具有排出鹽分的作用。

(3) 根據(jù)對(duì)呼倫湖主要離子的來(lái)源進(jìn)行分析可知, 所有水樣處于蒸發(fā)—結(jié)晶作用控制, 遠(yuǎn)離大氣降水作用控制帶。

(4) 對(duì)9月份呼倫湖水體進(jìn)行分層研究, 結(jié)果表明, 表層水各離子濃度平均值較下層偏大, 但分層無(wú)明顯規(guī)律, 這與水體的水動(dòng)力因素有關(guān)。

[1] BRENNAN S K , LOWENSTEIN T K. The major-ion composition of Siluiran seawater [J]. Geochimica Acta, 2002, 66: 2683–2770.

[2] TIMOFEEF M N, LOWENSTEIN T K, SILVA M A M, et al. Secular variation in the major-ion chemistry of seawater: Evidence from fluid inclusions in Cretaceous halites [J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2006, 70: 1977–1994.

[3] 李雪菲, 趙慶英, 柴社立, 等. 吉林省西部主要湖泊的水化學(xué)特征及其水質(zhì)評(píng)價(jià)[J]. 科學(xué)技術(shù)與工程, 2010, 30(9): 6722–6726.

[4] 孫媛媛, 季宏兵, 羅健美, 等. 贛南小流域的水文地球化學(xué)特征和主要風(fēng)化過(guò)程[J]. 環(huán)境化學(xué), 2006, 25(5): 550–557.

[5] 王亞軍, 王嵐, 許春雪, 等. 長(zhǎng)江水系水文地球化學(xué)特征及主要離子的化學(xué)成因[J]. 地質(zhì)通報(bào), 2010, 29(2/3): 446–456.

[6] 余秋生, 張發(fā)旺, 韓占濤, 等. 地球化學(xué)模擬在南北古脊梁巖溶裂隙水系統(tǒng)劃分中的應(yīng)用[J]. 地球?qū)W報(bào), 2005, 26(4): 375–380.

[7] 夏星輝, 陳靜生, 蔡緒貽. 應(yīng)用MAGIC模型分析長(zhǎng)江支流沱江主要離子含量的變化趨勢(shì)[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 1999, 19(3): 246–251.

[8] 葉宏萌, 袁旭音, 葛敏霞, 等. 太湖北部流域水化學(xué)特征及其控制因素[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2010, 19(1): 23–27.

[9] FRUMKIN A, FISCHHENDLER I. Morphometry and distribution of isolated caves as a guide for phreatic and confined pale hydrological conditions[J]. Geomorphology,2005, 67: 457–471.

[10] 侯昭華, 徐海, 安芷生. 青海湖流域水化學(xué)主離子特征及控制因素初探[J].地球與環(huán)境, 2009, 37(1): 11–19.

[11] 孫標(biāo). 基于空間信息技術(shù)的呼倫湖水量動(dòng)態(tài)演化研究[D]. 呼和浩特: 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué), 2010.

[12] 李暢游, 孫標(biāo), 高占義, 等. 呼倫湖多波段遙感水深反演模型研究[J]. 水利學(xué)報(bào). 2011, 42(12): 1423–1431.

[13] 馬建薇, 劉俊良, 李燕, 等. 物理因素對(duì)白洋淀溶解氧的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)村水利水電. 2013, 08: 21–24.

[14] 王臻. 羅源灣冬季表層水體中溶解氧分布特征及與其他因素相關(guān)性的初步研究[J]. 福建水產(chǎn). 2013, 35(5): 343–348.

[15] 王曉蓉. 水環(huán)境化學(xué)[M]. 北京: 中國(guó)水利水電出版社. 2009: 11–45.

[16] GIBBS R J. Mechanisms controlling world water chemistry[J]. Science, 1970, 170: 1088–1090.

[17] GIBBS R J. Mechanisms controlling world water chemistry: Evaporation-crystallization process[J]. Science, 1971, 172: 871–872.

[18] 趙愛芳, 張明軍, 李忠勤, 等. 塔里木河流域水化學(xué)組成分布特征[J]. 干旱區(qū)研究, 2013, 30(1): 10–12.

[19] 陸瑩, 王乃昂, 李貴鵬, 等. 巴丹吉林沙漠湖泊水化學(xué)空間分布特征. 湖泊科學(xué). 2010, 22(5): 774–782.

[20] WETZEL R G. Limnology; lakes and river ecosystems[M]. San Diego: Academic Press, 2001.

[21] 侯韶華, 徐海, 安芷生. 青海湖流域水化學(xué)主離子特征及控制因素初探[J]. 地球與環(huán)境, 2009, 37(1): 11–18.

[22] 胡春華, 周文斌, 夏思奇. 鄱陽(yáng)湖流域水化學(xué)主離子特征及其來(lái)源分析[J]. 環(huán)境化學(xué), 2011, 30(9): 1620– 1626.

[23] 張巖, 李暢游, 張生, 等. 呼倫湖冰封期污染特征分析及對(duì)水處理的意義[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2011, 20(8–9): 1289–1294.

[24] 華澤釗, 任禾盛. 低溫生物醫(yī)學(xué)技術(shù)[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 1994: 86–90.

[25] 崔鳳麗, 李暢游, 史小紅, 等. 烏梁素海主要離子季節(jié)變化特征分析[J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境, 2013, 27(8): 137–142.

Hulun Lake water chemical characteristics analysis during frozen and non frozenperiod

GUO Jinyan, JIA Keli*, SHI Xiaohong, ZHAO Shengnan, SUN Biao

Water Conservancy and Civil Engineering College, Inner Mongolia Agricultural University, Huhhot 010018, China

The variation of the major ions of the Hulun Lake water is analyzed with Gibbs diagram, and the hydro chemical types as well as the distribution characteristics are studied. The results show that the hydro chemical type of the Hulun Lake water is [C]NaⅠ. The average value of TDS is 831.31 mg·L–1in non frozen period, which is lower than that of the average value 976.57 mg·L–1in frozen period. The annual extreme value of EC is 2.120 ms·cm–1in the frozen period in the water body under the ice cover. The concentrations of anions and cations in water are 10 times more than those of the concentrations in the ice layer. The average ion concentrations in the top layer water are larger than those of bottom water in September and there is no law in vertical distribution layers.

ion;water chemical characteristics; freezing period; stratification; Hulun Lake

10.14108/j.cnki.1008-8873.2017.02.007

X524

A

1008-8873(2017)02-049-08

2015-09-28;

2015-10-11

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51339002, 51269017); 自治區(qū)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)資助

郭金燕(1989—), 女, 碩士研究生, 水文學(xué)及水資源專業(yè), E-mail: 18748142156@163.com

賈克力(1958—), 男, 教授, 碩導(dǎo), E-mail: kelijia58@126.com

郭金燕, 賈克力, 史小紅, 等. 呼倫湖非冰封期與冰封期水化學(xué)特征變化研究[J]. 生態(tài)科學(xué), 2017, 36(2): 49-56.

GUO Jinyan, JIA Keli, SHI Xiaohong, et al. Hulun Lake water chemical characteristics analysis during frozen and non frozen period[J]. Ecological Science, 2017, 36(2): 49-56.