节水改造前后内蒙古河套灌区地下水水化学特征_李彬.pdf

第 30 卷 第 21 期 农 业 工 程 学 报 Vol.30 No.21 2014 年 11 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Nov. 2014 99 节水改造前后内蒙古河套灌区地下水水化学特征 1,2 1※ 3 1 李 彬 ，史海滨 ，张建国 ，李 祯 （1.内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，呼和浩特 010018 ；2. 内蒙古农牧业科学院 资源环境与检测技术研究所，呼和浩特 010031 ；3. 巴彦淖尔市水利科学研究所，临河 015000 ） 摘 要：为了研究大型灌区节水改造后区域农田水环境的变化，该文通过对内蒙古河套灌区上中下游地下水进行 系统取样分析，综合运用描述性统计、相关性分析、离子比例系数和图解法（包括 H.И.托尔斯基汉方格图解法、 Piper 三角图示法和多矩形图解法（multi-rectangular diagrams,MRD ）），全面系统地研究节水改造前（2007 年）后 （2008 ，2009 年）内蒙古河套灌区地下水水化学的时空变异特征与 3 a 演变规律。结果表明：蒸发浓缩和阳离子 交换是控制灌区地下水水质演变的主要水文化学过程；与 2007 年（节水改造前）相比, 2008 和 2009 年 HCO3-在 河套灌区地下水中绝对含量由在阴离子中最小变为最大成为地下水的主要阴离子; Ca2+ 、Mg2+ 、HCO3- 的变异系数 + - 2- 相对较小，它们在地下水中含量相对稳定。Na 、Cl 、SO4 的变异系数较大，它们在地下水中的含量变化较大， 是随环境因素而变化的敏感因子，是决定地下水盐化作用的主要变量。整个灌区地下水的主要化学类型为 HCO —Na 型、SO —Na 型和 Cl—Na 型，Cl—Na 型水和 SO —Na 型水主要分布在灌区的上游和下游，HCO —Na 3 4 4 3 - - 型水在灌区上中下游都有分布。与 2007 年（节水改造前）相比，2008 年和 2009 年 HCO3 浓度有所增加，Cl 和 Na+ 的浓度有所减少，灌区地下水向着淡化，对作物危害减小的方向转变。全灌区地下水水化学类型时空变异十分 复杂，沿着地下水总体水流的方向（灌区上游→灌区中游→灌区下游）Na+ 占主导地位的趋势越来越明显，在地下 水化学类型上，2008 年和 2009 年 HCO3-在阴离子占主导地位的化学类型多于 2007 年（节水改造前）的。与皮伯 三线图解法和 H. И.托尔斯基汉方格图解法相比，多矩形图解法提供了更明晰、易懂的水化学类型的信息，对于处 理复杂地下水化学系统，多矩形图解法的优点更为显著。研究结果为灌区节水改造规划实施对农田水环境的影响 进行合理评价提供科学参考。 关键词：地下水；水质；节水；节水改造；水化学；时空变异；演变规律；内蒙古河套灌区 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.21.013 中图分类号：P641.3 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2014)-21-0099-12