化學徑流又稱溶質徑流。地殼風化產物在水流溶蝕作用下,以離子、分子及膠體形式,呈真溶液和膠體溶液隨水流遷移的行為。當雨雪降落後,經過地表漫流、地下水運動再匯流到河道的過程中,天然水與周圍的空氣、植被、土壤、岩石相接觸,溶解氣體、離子、生物原生質、微量元素及有機質等,發生化合-分解、膠溶-凝聚等過程,物質進行重組合、重分配。
基本介紹
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簡介
河流從其上游流域向中下游不僅遷移鹽分,也遷移矽、鐵、錳、鋁的氧化物、微量元素和有機物。其數量和化學組成都具有明顯的空間分布和季節變化特徵及規律性。化學徑流量用某時段通過某過水斷面化學物質的數量來表示。
意義
不同的化學物質在徑流中的遷移形式不同。易溶鹽類,如K、Na、Ca、Mg的氯化物和硫酸鹽以極不飽和的離子溶液形式遷移。較難溶的 Ca、Mg的碳酸鹽、SiO2以及有機質大部分以溶液形式遷移,小部分以懸浮物形式遷移。難溶的Fe、Mn、P以及許多微量元素,如V、Cr、Ni、Co、Cu等的化合物主要以機械懸浮物形式遷移。在不同地帶,化學徑流量和化學組成不同。在同一地帶不同季節,化學徑流量也不同。
化學徑流中的化學物質對土壤肥力、植物生長、工業和生活用水都有影響。研究化學徑流對於了解地表的物質遷移、土壤更新和地貌發育等有重要意義。
關係
化學徑流。一定時段通過測流斷面的離子總量。與河水、泥沙共同組成河川徑流量。離子在徑流量中含量
雖少,但決定著河水的化學性質。離子徑流通常以離子徑流量(Rd)計量,Rd與離子總量(D,毫克/升)、流量(Q,米/秒)、相應時段(T,秒)的關係為:Rd=DQT。D指一定體積水中所含離子重量,它是河水礦化度的主要組分。河水中的主要離子有Ca2+、Mg2+、Na+、K+、Cl-、So42-、CO32-、HCO3-等。河川徑流量大的河流,離子徑流量相應較大。徑流量相差不大而離子總量大的河流,離子徑流量相應較大。離子徑流量反映流域化學元素遷移過程,同時受物理過程和生物過程綜合作用的影響。地質和氣候條件是決定離子徑流量的主導因素。土壤、植被、河道及流域特徵是次一級的影響因素。這些因素的不同組合,是離子徑流產生區域差異和時間變化的基本原因。中國幾條大河控制站年平均離子徑流量為:長江大通站14000萬噸,潯江(西江)大湟江口站2700萬噸,黃河花園口站2100萬噸,瀾滄江戛舊站830萬噸,海河各支流總計640萬噸。單位面積產生的離子徑流量稱離子徑流模數(噸/公里2·年)。在中國的分布是自北向南遞增,東北各河平均每年每平方公里為16.23噸,華北各河平均為33.72噸,淮河及山東半島各河平均為54.46噸,長江流域為80.02噸,珠江及兩廣地區各河平均為95.79噸。中國離子徑流量總量的估算幅度為3.59~4.51億噸。
徑流
大氣降水形成的,並通過流域內不同路徑進入河流、湖泊或海洋的水流。習慣上也表示一定時段內通過河流某一斷面的水量,即徑流量。按降水形態分為降雨徑流和融雪徑流。按形成及流經路徑分為生成於地面、沿地面流動的地面徑流;在土壤中形成並沿土壤表層相對不透水層界面流動的表層流,也稱壤中流;形成地下水後從水頭高處向水頭低處流動的地下水流。廣義上,徑流還包括固體徑流和化學徑流。徑流是引起河流、湖泊、地下水等水體水情變化的直接因素。其形成過程是一個從降水到水流匯集於流域出口斷面的整個過程。降雨徑流的形成過程包括降雨、截留、下滲、填窪、流域蒸散發、坡地匯流和河槽匯流等。融雪徑流的形成需要有一定的熱量,使雪轉化為液體。在融雪期間發生降雨,就會形成雨雪混合徑流。影響徑流的因素有降水、氣溫、地形、地質、土壤、植被和人類活動等。
研究
農田化學物質隨地表徑流遷移的問題,既是農業問題,又是水環境問題。地表土壤容重是影響土壤溶質隨徑流遷移的重要因素之一。通過室內模擬試驗,研究了降雨條件下土壤容重對黃土區坡面土壤氮、磷和鉀隨徑流遷移過程的影響。結果表明,隨著土壤容重增大,初始產流時間提早,徑流係數增大,土壤流失量增多,土壤磷和鉀流失量也隨之增大。徑流養分濃度變化對土壤容重回響程度的大小次序是:NO3ˉ-N〉PO4^3-P〉K^+。徑流養分流失率過程曲線存在“峰值點”,它是土壤容重、溶質理化特性以及土壤水文參數綜合作用的結果。通過數學模擬,進一步證實了冪函式是模擬黃土區非飽和水流條件下養分流失過程的最佳模型。選取我國東部江淮丘陵地區典型小流域——六叉河流域為實驗區,以流域主要土地利用類型——旱地土壤為研究對象,原位監測了作物整個生長期中,不同磷肥條件下,磷在旱地壤中流中水平空問差異、時間動態與土壤垂直差異上的動態遷移規律。結果發現:在雨量豐沛、地下水位接近地表且土壤水分飽和度高的六叉河流域,旱地壤中流流量豐富且流量變化與降雨分布具有高度的一致性和同步反應性。在0.5和1m深處,壤中流中總磷(TP)濃度的平均值分別為0.566和0.269mg·L^-1,遠遠超出相鄰水體(巢湖)中磷濃度的控制要求。在水平空間、垂直剖面以及時間動態上,不同磷肥處理條件下壤中流中磷的遷移量沒有顯著性差異(P〈0.05),說明與磷肥處理水平不相關。壤中流中TP和PO4-P濃度同降雨特徵(降雨量/頻率)密切相關,雨期濃度低,而乾旱期則相對較高。監測證實,在六叉河流域,由於土壤表層(0~1m)中的磷含量較高.豐富的降雨-壤中流過程極易推動土壤磷傳輸。因此,除了地表徑流傳輸控制外,如何有效抑制壤中流中的磷遷移對該區域水環境污染的治理十分關鍵。