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赤水河是长江上游唯一一条干流没有修筑大坝的一级支流,对于探讨河流物质输送与流域岩石风化具有重要的意义。通过对赤水河全流域干流与主要支流进行系统采样,分析了河水的水化学特征及其控制因素,基于化学计量平衡与正演模型方法,计算了大气来源、人为活动输入、硅酸盐岩与碳酸盐岩风化端元对河水溶质的相对贡献,并对流域的岩石风化速率与大气CO_2消耗速率进行了估算。结果表明:赤水河流域河水阳离子组成以Ca2+、Mg2+为主,碳酸盐岩风化对河水阳离子的平均贡献率达到77%,大气来源、人为活动输入、硅酸盐岩风化对河水阳离子的平均贡献率分别约为12%、3%和9%;河水阴离子组成以HCO3-、SO_4~(2-)为主,与长江和乌江等河流相比,河水中SO_4~(2-)含量较高而HCO3-含量较低。流域硅酸盐岩风化速率与大气CO_2消耗速率分别为7 t·km~(-2)·a~(-1)、1.7×105mol·km~(-2)·a~(-1),与其他位于西南喀斯特地区的河流接近;仅考虑碳酸风化碳酸盐岩时,流域碳酸盐岩风化速率约为57.6 t·km~(-2)·a~(-1),大气CO_2消耗速率约为4.52×105mol·km~(-2)·a~(-1),而在硫酸参与作用下,流域碳酸盐岩风化速率增至为74.6 t·km~(-2)·a~(-1),大气CO_2消耗速率减至为1.74×105mol·km~(-2)·a~(-1)。硫酸的存在使得赤水河流域碳酸盐岩风化速率估算结果提高了约30%,而相对于其他西南喀斯特地区的河流,由于河水中SO_4~(2-)含量较高而HCO3-含量较低,使得其风化过程具有较低的大气CO_2消耗速率。 相似文献
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岩石化学风化影响着全球碳循环和气候变化,化学风化速率的估算及控制因素一直是研究的热点。为探究不同岩性混合小流域内化学风化速率及影响因素,于2018年9月对印江河流域、石阡河流域及余庆河流域采集河水样品并分析水化学特征。结果表明:河水的总溶解性固体(TDS)平均值为244 mg·L^-1,高于世界河流平均值(100 mg·L^-1);TDS值的空间差异显示,岩性分布不同导致离子浓度的明显变化。流域中的优势阴阳离子分别为HCO3^-和Ca^2+,表明流域碳酸盐岩风化对河水水化学组成起主导作用;通过正演模型解析不同端元(大气、人为、硅酸盐岩和碳酸盐岩)对河流中总溶解阳离子贡献发现,支流中碳酸盐岩贡献变化明显(55.0%~93.9%),空间差异主要受岩性影响;印江河、石阡河和余庆河的硅酸盐岩风化速率分别为4.4、2.8和2.5 t·km^-2·a^-1,相应的CO2消耗速率为45×10^3、18×10^3和16×10^3mol·km^-2·a^-1;碳酸盐岩风化速率显著高于硅酸盐岩风化速率,3条河流的碳酸盐岩风化速率分别为43.7、24.7和29.8 t·km^-2·a^-1;CO2消耗速率为498×10^3、284×10^3和354×10^3mol·km^-2·a^-1。研究表明,同一区域相同气候条件下流域风化的空间差异显示了岩性对河流风化的控制作用,其结果可用于区域水环境质量和碳循环评估。 相似文献
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