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西藏高原湖泊的基本特征及水化学特征分析

2017-11-10王佳音祁昌炜朱进守沈娟靳浩

绿色科技 2017年20期
关键词:特征分析湖泊西藏

王佳音 祁昌炜 朱进守 沈娟 靳浩

摘要:指出了西藏高原湖泊星罗棋布,形态各异,是世界上湖泊最多最集中的地区之一。通过对西藏高原湖泊的分区、基本特征及物理性质等进行分析,较为系统地探讨了西藏高原湖泊不同分区湖水矿化度、主要离子的动态特征及水化学类型等水化学特征。

关键词:水化学;湖泊;特征分析;西藏

中图分类号:P342

文献标识码:A文章编号:16749944(2017)20015302

1西藏高原湖泊分区及基本特征

西藏地区是我国湖泊最多的地区,湖泊总面积达23800 km2,约占我国湖泊总面积的30%。据统计,西藏地区大小湖泊共有1500多个,其中淡水湖少,咸水湖及盐湖居多[1]。根据水系的组成特点,湖泊区分为外流湖和内陆湖两类,按面积统计,西藏湖泊中有97.9%属内陆湖,可见湖泊在西藏内流水系中占有重要的地位。根据西藏水系和湖泊的分布特点,全区湖泊可划分为三个区,即藏东南外流湖区、藏南外流-内陆湖区、藏北内陆湖区。

1.1藏东南外流湖区

藏东南外流湖区,大体指东经92°以东的外流流域。流域总面积约34万km2。该区地貌类型以高山峡谷为主。该区湖泊因受地形地貌影响,数量少,面积小。该区内最大的为尼洋河支流上的八松错,面积为26 km2。其次为帕隆藏布上的然乌错、易贡藏布上游的易贡错及金沙江支流上的本错等。本区湖泊总面积仅238 km2,不足西藏湖泊的1%,是西藏湖泊最少的区域。这里的湖泊与冰川发育有密切关系,首先,许多湖泊是在冰川的作用下形成的;其次,冰川的作用影响着湖泊水情。

1.2藏南外流-内陆湖区

该区指东经92°以西,冈底斯山以南地区,大体包括喜马拉雅山与冈底斯山之间狭长的弧形地带。是内陆湖和外流湖交织过渡的地区。该区湖泊总面积为2549 km2,占西藏湖泊面积的10.5%。其中,外流湖数量少,个体小,成因和分布也多与冰川活动有关,总面积160 km2,只占藏南湖泊面积的6.3%。而陆内湖面积为2389 km2,占藏南湖泊93.7%。这些湖泊大部都不连续地分布在喜马拉雅山北坡,雅鲁藏布江以南地带。以羊卓雍错最大,面积为638 km2。本区内所有外流湖都是淡水湖,内陆湖的矿化度也很低,有的也是淡水湖。资料证明,藏南较大的内陆湖泊大都由外流湖泊演变而来。

1.3藏北内陆湖区

藏北内陆湖区指沿冈底斯山脉及念青唐古拉山以北的广大藏北高原。全部范围约59万km2。湖泊面积为21396 km2,占西藏湖泊总面积的88.5%,班戈县、申扎县都位于该区内。该区北部降水少,水源不足,入湖河流比较短小,多为时令河,湖泊個体不大,且分散而孤立;南部降水相对较多,水系发育,湖泊相对密集,个体也大。矿化度方面,东南部要低,西南部稍高,北部最高,南部还间布有少量淡水湖。

2西藏湖水的物理性质

2.1湖泊的热学类型

西藏地区的湖泊,其热学类型一般应属温带型。在一些山体高大的冰雪前缘,分布的湖泊多为极地型。此外,西藏温泉众多,还出现有一些热水湖。

2.2水温概况

西藏湖泊夏季水温垂线分布,除错尼(双湖)呈现出“S”型的特殊变化外,其余均呈正温层分布,偶尔有局部逆温层,梯度也很小。逆温层主要出现在清晨湖泊表面或湖体深处有温泉出露的地方。西藏湖泊水温低,变幅小,这是高原湖泊水文状况的重要特点之一。

2.3湖泊的储热量

高原湖泊由于水体较深、储水量多、热容量大、动力混合强烈,加之高原上辐射强、湖水透明度大,使得湖体能充分吸热,从而储热量大。由于西藏夏季到冬季降温剧烈,所以日平均释放热量要大。因地形等原因,高原湖泊对湖滨地区气候的调节作用更加明显。

2.4冰情

高原上冬季漫长而严寒,几乎所有的内陆湖泊都属冰冻湖。藏北地区冰情最重,藏南次之,藏东南最轻。淡水湖的冰点较低,同一地区最先结冰,这不利于动物冬季饮水。

2.5透明度和水色

西藏湖泊的透明度一般在1~10 m,水色标号在3~8之间。西藏的湖水清澈,天阳光中的红、橙、黄等长波易被水体吸收,而紫、蓝等短波则易为水分子散射折返湖面。此外,高原上的辐射又远比平原地区强烈。因此,西藏的湖面多呈深蓝色。

3西藏高原湖泊水化学特征

3.1湖水矿化度的地区分布

西藏湖水矿化度差别悬殊。由藏东南向藏西北,由藏南向藏北,矿化度逐渐增高。藏东南外流区的较大湖泊均为淡水湖。藏南外流-内陆湖区主要是淡水河咸水湖,也有个别盐湖。藏北内陆湖区的湖泊矿化度明显高于上述两个区,区内南北两部分也有较大差别,南部湖泊中咸水湖所占的比重最大,盐湖比例较小,此外还有少量淡水湖;北部则是西藏境内最干燥、湖水矿化度最高的地区。

3.2主要离子的动态特征

西藏湖泊湖水中主要离子相对含量随湖泊类型,即矿化度大小而变化。随着矿化度升高,阴离子相对含量的变化,除CO2-3不明显外,HCO-3明显降低;Cl-离子则急剧增加;SO2-4离子于咸水湖中增加,于盐水湖中降低。阳离子相对含量的变化趋势,大体上Ca2+类似于HCO-3,Na+、K+类似于Cl-,Mg2+类似于SO2-4。西藏湖水中各主要的阴、阳离子的绝对含量与矿化度的关系,在各类湖泊中不尽相同。咸水湖和盐水湖中,Na+、K+和Cl-与矿化度相关关系较好;Mg2+和SO2-4随矿化度的增高而上升的速度很慢;Ca2+和HCO-3几乎不随矿化度的升高而变化。在淡水中,HCO-3随矿化度的增高而迅速上升;SO2-4和Cl-随矿化度增高而上升的速度很慢。阳离子中,Na+、K+一般随矿化度增加而迅速上升;Ca2+和Mg2+开始时都上升,在矿化度>600 mg/L时,Ca2+明显下降,而Mg2+有的继续增加,有的则急剧下降[2]。此外,随着矿化度的升高,往往在盐水湖和咸水湖中富含硼、锂等元素[3]。endprint

3.3总硬度、总碱度、氢离子浓度

西藏淡水湖的总硬度一般不到5 mg/L,属于极软水、软水和中等硬度的水。并且总硬度与矿化度基本上呈线性相关。在咸水湖和盐湖中,总硬度与矿化度不存在明显的线性关系。

西藏淡水湖的总碱度一般也不到5 mg/L,個别可达10 mg/L。咸水湖和盐湖中的总碱度值相差悬殊,低的仅为1~2 mg/L,高的可接近1000 mg/L。咸水湖的总碱度多数大于总硬度,盐湖则多数小于总硬度。氢离子浓度在西藏湖水中普遍比较低,pH值多超过7,湖水一般呈弱碱性或碱性。盐湖中pH值在8~9之间,湖水大都呈弱碱性。

3.4湖水的化学类型

西藏湖泊由于矿化度的变幅很大,各主要离子组成关系也相应有显著变化,致使化学类型复杂多样。淡水湖多为重碳酸盐类,钙组水,其次为重碳酸盐类,钠组或镁组水;盐湖绝大部分为氯化物类,钠组水;咸水湖水型比较复杂,有硫酸盐类,钠组水,有碳酸盐类,钠组水,有氯化物类,钠组水,有硫酸盐类,镁组水。这反映了咸水湖的水型具有从淡水湖向盐湖过渡的特点。

藏东南的湖泊全为重碳酸胺类,钙组水;藏南湖泊除重碳酸盐类型外,硫酸盐类水型明显增加,并以镁组水为主,钠组水为次;藏北南部湖泊水型随仍为重碳酸盐类和硫酸盐类型,但以钠组水为主;藏北北部则几乎完全变为氯化物类,钠组水。

4结语

西藏地处青藏高原腹心地带,地理特殊,水资源和矿产资源丰富,是我国主要的水战略资源贮存区。受高原自然条件的影响,生态环境十分脆弱,水资源问题已经成为制约西藏经济发展的关键因素之一[4],因此,水化学特征研究对水资源的利用、管理及保护具有重要的指导作用。将西藏水资源潜在优势转变为现实优势,是西藏实现可持续发展的有力支撑,是一项有着十分重要战略意义和深远历史意义的工作。

参考文献:

[1]

黄大友,陈玉梁,徐伟.西藏高原湖泊的基本特征及放射性元素调查[J].四川地质学报,2012(2):220~223.

[2]田原,余成群,雒昆利,等,西藏地区天然水的水化学性质和元素特征[J].地理学报,2014(7):969~982.

[3]郑绵平,张永生,刘喜方,等.中国盐湖科学技术研究的若干进展与展望[J].地质学报,2016(9):2123~2166.

[4]韩俊宇.西藏水资源开发的经济战略研究[D].西安,陕西师范大学,2010.

[5]陶然. 高原湖泊湿地建设与运营管理模式研究[D].武汉:华中师范大学,2016.

[6]卢钖钖. 环高原湖泊人居环境景观格局及演变研究[D].昆明:云南大学,2015.

[7]喻庆国,卢双珍,曹顺伟. 滇西北4个高原湖泊演变特征及其驱动因子[J]. 西部林业科学,2015,44(1):1~8.

[8]段顺琼,王静,冯少辉. 云南高原湖泊地区水资源脆弱性评价研究[J]. 中国农村水利水电,2011(9):55~59.

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[10]吕昌伟. 内蒙古高原湖泊碳(氮、磷、硅)的地球化学特征[D].呼和浩特:内蒙古大学,2008.endprint

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