京杭大运河中下游段天然水化学变化特征及驱动因素

为揭示京杭大运河天然水化学特征及人为活动的影响,于2019～2020年采集徐州至嘉兴段主要城市站点河水测试,同时收集苏锡常段1959～1962年和1975～1977年的水化学数据与沿线主要城市近年的社会经济数据,在此基础上进行了分析.结果表明,研究区水化学类型主要受流域碳酸盐岩风化作用,但K++Na+当量浓度占总阳离子高达40.39％,高于一般地表水,说明运河天然水化学已受到人为因素的显著影响.空间上,运河主要离子质量浓度、总硬度和总碱度从徐州站向下游总体上有减小的趋势,但在无锡和苏州站各参数显著升高;分析苏锡常段60年来的水化学变化发现,其Na+和SO42-分别升高了约16倍和12倍,总溶解固体(TDS)也升高了近3倍,同时苏锡常段河水目前(Ca2++Mg2+)/HC03-比值普遍大于1,显著高于1959～1962年,反映了人类活动影响的结果.结合运河流域社会经济发展情况的分析显示,人为活动排放的硫氧化物加速了流域碳酸盐岩的风化,这是导致这一变化的主要因素.进一步统计分析表明,城市生活污水和工业废水的排放等是造成大运河天然水化学盐渍化的主要驱动因素.本研究可为协调城市发展和保护大运河流域水生态环境提供科学基础.