北大港水庫(kù)水體和地下水水化學(xué)特征及成因

王浩然 李海明 李夢(mèng)娣 肖瀚 西雷

關(guān)鍵詞：水體咸化；水化學(xué)特征；水文地球化學(xué)；北大港水庫(kù)

水庫(kù)水體咸化是我國(guó)湖庫(kù)面臨的四大環(huán)境問(wèn)題之一，這一現(xiàn)象在沿海城市尤為突出［１］，水體咸化嚴(yán)重影響水庫(kù)的正常運(yùn)行。胡陳港水庫(kù)在高溫干旱等影響下，表層水體含氯度達(dá)２．２‰，導(dǎo)致庫(kù)水無(wú)法用于農(nóng)業(yè)灌溉，水資源利用率極低［２］；北塘水庫(kù)水體礦化度較高，達(dá)不到生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)［３］。北大港水庫(kù)位于天津市濱海新區(qū)東南部，是引黃濟(jì)津工程的調(diào)蓄水庫(kù)，也是南水北調(diào)東線工程和中線工程的備選調(diào)蓄水庫(kù)［４］。北大港水庫(kù)蓄水后出現(xiàn)了水質(zhì)咸化［５］，這一問(wèn)題受到眾多學(xué)者的關(guān)注。趙文玉等［６］研究發(fā)現(xiàn)，鹽堿土向水體的傳質(zhì)作用、蒸發(fā)作用和風(fēng)對(duì)水體的擾動(dòng)是北大港水庫(kù)蓄水期水體咸化的主要原因；王昊等［７］認(rèn)為海水入侵對(duì)水庫(kù)的咸化有重要影響；李海明等［８］發(fā)現(xiàn)北大港水庫(kù)出庫(kù)口咸化程度高于入庫(kù)口，且咸化程度具有季節(jié)性變化規(guī)律。

北大港水庫(kù)水體咸化是多種因素共同作用的結(jié)果，水庫(kù)水體與地下水之間的水文地球化學(xué)過(guò)程不可忽略。許多學(xué)者探討了北大港水庫(kù)水體咸化問(wèn)題，但就水庫(kù)地下水咸化問(wèn)題的研究較少。本文基于北大港水庫(kù)地下水咸化機(jī)制，將北大港水庫(kù)及周邊區(qū)域地下水作為研究對(duì)象，運(yùn)用水化學(xué)分析方法，探究水庫(kù)地下水咸化的原因，以期為水庫(kù)水體咸化研究及濱海水庫(kù)水體治理提供理論依據(jù)。

１研究區(qū)概況

北大港水庫(kù)位于天津市濱海新區(qū)東南部，具有防洪、供水等功能。北大港水庫(kù)東臨渤海，南望大港油田，北連北大港濕地自然保護(hù)區(qū)。庫(kù)區(qū)面積約１６４ｋｍ２，其中蓄水面積１５２．５ｋｍ２，圍堤總長(zhǎng)５４．５ｋｍ［９］。北大港水庫(kù)位于溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，降水主要集中在７—９月，多年平均降水量為５３３．３ｍｍ，平均蒸發(fā)能力為１２３５．９ｍｍ［７］，年平均氣溫１１．１～１２．３℃。庫(kù)區(qū)位于滄東斷裂帶和渤海構(gòu)造的三角地帶［１０］，水土資源賦存于厚度超過(guò)２０００ｍ的第四系松散層，涵蓋了全新統(tǒng)和更新統(tǒng)，全新統(tǒng)天津組為第Ⅰ含水組，同時(shí)是潛水－微承壓含水層，層底深度１～３ｍ為人工填土，２～６ｍ為黏土，２０～２５ｍ為粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，還夾帶著粉土；更新統(tǒng)塘沽組為第Ⅰ承壓含水層，層底深度６０～７０ｍ主要為亞黏土、亞砂與細(xì)砂、粉砂組成的不規(guī)則互層；更新統(tǒng)佟樓組為第Ⅱ承壓含水層，層底深度為１８０～２２０ｍ，由細(xì)砂、粉砂及亞砂土、亞黏土、黏土組成；更新統(tǒng)楊柳青組為第Ⅲ、Ⅳ承壓含水層，層底深度２９０～３１０ｍ主要為砂、粉砂和亞砂土，黏土、亞黏土含量較少，層底深度３７０～４３０ｍ主要為黏土、亞黏土，砂、粉砂和亞砂土含量較少［１１］。

２材料與方法

２．１采樣點(diǎn)與水文地質(zhì)剖面布設(shè)

２０２１年夏季，選取北大港水庫(kù)四周能夠反映水庫(kù)水質(zhì)現(xiàn)狀、具有代表性的９個(gè)閘口（按功能劃分為進(jìn)水閘、水庫(kù)中心閘、泄水閘，其中進(jìn)水閘為南岸進(jìn)水閘、趙連莊閘、馬圈進(jìn)水閘、大港農(nóng)場(chǎng)閘、劉崗莊閘，水庫(kù)中心閘為沙井子閘，泄水閘為十號(hào)調(diào)節(jié)閘、三號(hào)泄水閘、排咸閘）采集水庫(kù)水樣，并在北大港水庫(kù)周邊地區(qū)布設(shè)９個(gè)地下水監(jiān)測(cè)井（井深５～１０ｍ）采集淺層地下水（以下簡(jiǎn)稱(chēng)地下水）樣品（采樣點(diǎn)分布見(jiàn)圖１），根據(jù)各地下水監(jiān)測(cè)井距離水庫(kù)的垂直距離以及空間位置，布設(shè)Ⅰ—Ⅰ′水文地質(zhì)剖面，研究水庫(kù)水、地下水、海水之間的相互作用。

２．２樣品測(cè)試

樣品采集完成后，冷藏于４℃冰箱內(nèi)及時(shí)送往中礦（天津）巖礦檢測(cè)有限公司實(shí)驗(yàn)室。采集的水體樣品進(jìn)行常規(guī)項(xiàng)分析。對(duì)地下水與水庫(kù)水樣品，依據(jù)《水質(zhì)３２種元素的測(cè)定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法》（ＨＪ７７６—２０１５）進(jìn)行Ｋ＋、Ｃａ２＋、Ｎａ＋、Ｍｇ２＋的測(cè)定，依據(jù)《地下水質(zhì)檢驗(yàn)方法銀量滴定法測(cè)定氯化物》（ＤＺ／Ｔ００６４．５０—９３）進(jìn)行Ｃｌ－的測(cè)定，依據(jù)《地下水質(zhì)檢驗(yàn)方法乙二胺四乙酸二鈉－鋇滴定法測(cè)定硫酸根》（ＤＺ／Ｔ００６４．６４—９３）進(jìn)行ＳＯ２－４測(cè)定，依據(jù)《地下水質(zhì)檢驗(yàn)方法滴定法測(cè)定碳酸根、重碳酸根和氫氧根》（ＤＺ／Ｔ００６４．４９—９３）進(jìn)行ＨＣＯ－３、ＣＯ２－３測(cè)定，采用《地下水質(zhì)檢驗(yàn)方法溶解性固體總量的測(cè)定》（ＤＺ／Ｔ００６４．９—９３）進(jìn)行ＴＤＳ測(cè)定。

３結(jié)果與討論

３．１水庫(kù)水和地下水水化學(xué)統(tǒng)計(jì)特征

對(duì)北大港水庫(kù)水體與地下水水化學(xué)常規(guī)統(tǒng)計(jì)學(xué)指標(biāo)進(jìn)行分析，初步了解研究區(qū)水庫(kù)水與地下水的咸化現(xiàn)狀，水庫(kù)水與地下水水化學(xué)指標(biāo)監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表１（ＣＯ２－３因未檢出而未列出）。

北大港水庫(kù)閘口水體ｐＨ值為７．２～８．５，水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，ＴＤＳ、Ｎａ＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｃｌ－、Ｋ＋、ＳＯ２－４、ＨＣＯ－３變異系數(shù)為０．１～０．４，屬于低等變異，空間變化不明顯。北大港水庫(kù)地下水ｐＨ值為７．０７～７．４９，ＴＤＳ、Ｎａ＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｃｌ－、Ｋ＋、ＳＯ２－４、ＨＣＯ－３變異系數(shù)為０．４～１．０，屬于中等變異，具有一定的空間變化。北大港水庫(kù)地下水與水庫(kù)水各離子質(zhì)量濃度差異較為明顯，地下水各離子質(zhì)量濃度、變異系數(shù)顯著高于水庫(kù)水的，呈現(xiàn)出較為明顯的空間異質(zhì)性。

３．２水庫(kù)水和地下水空間分布特征

３．２．１水化學(xué)空間分布特征

１）溶解性總固體。地下水與水庫(kù)水ＴＤＳ空間分布存在明顯差異（見(jiàn)圖２）：地下水ＴＤＳ質(zhì)量濃度普遍高于水庫(kù)水，且兩者質(zhì)量濃度差異很大；水庫(kù)水ＴＤＳ質(zhì)量濃度空間差異不大；地下水ＴＤＳ質(zhì)量濃度空間差異較為明顯，Ⅰ—Ⅰ′水文地質(zhì)剖面上地下水ＴＤＳ質(zhì)量濃度普遍高于水庫(kù)南側(cè)地下水ＴＤＳ質(zhì)量濃度，且靠近渤海的采樣點(diǎn)Ｅ５、Ｅ６的ＴＤＳ質(zhì)量濃度較大，分別為６０３２２、４５４７０ｍｇ／Ｌ，是其余采樣點(diǎn)的２倍以上。

２）陰離子空間分布特征。從圖３可以看出，地下水采樣點(diǎn)Ｅ３、Ｅ４、Ｓ３陰離子質(zhì)量濃度較低，其余采樣點(diǎn)陰離子質(zhì)量濃度普遍高于水庫(kù)水。水庫(kù)水采樣點(diǎn)中，排咸閘陰離子質(zhì)量濃度較低，其余閘口陰離子質(zhì)量濃度相差不大，空間分布差異不明顯，陰離子質(zhì)量濃度由大到小排序?yàn)椋茫欤ⅲ樱希玻?、ＨＣＯ－３。在Ⅰ—Ⅰ′水文地質(zhì)剖面上，地下水呈現(xiàn)出Ｃｌ－靠近水庫(kù)區(qū)域質(zhì)量濃度大，遠(yuǎn)離水庫(kù)區(qū)域質(zhì)量濃度小的特征：其中采樣點(diǎn)Ｅ１、Ｅ２的Ｃｌ－質(zhì)量濃度較大，分別為８９５０、８２１０ｍｇ／Ｌ；采樣點(diǎn)Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６的Ｃｌ－質(zhì)量濃度明顯小于Ｅ１、Ｅ２的，為１１００～３２７０ｍｇ／Ｌ?？拷澈５牟蓸狱c(diǎn)Ｅ５、Ｅ６的ＳＯ２－質(zhì)量濃度較大，分別為３９０５、４８９９ｍｇ／Ｌ。Ⅰ—Ⅰ′水文地質(zhì)剖面上ＨＣＯ－３質(zhì)量濃度相差不大，為４８８～９１２ｍｇ／Ｌ。水庫(kù)南側(cè)地下水采樣點(diǎn)Ｓ３各陰離子質(zhì)量濃度明顯低于采樣點(diǎn)Ｓ１、Ｓ２，陰離子質(zhì)量濃度由大到小排序?yàn)椋茫欤?、ＨＣＯ－３、ＳＯ２－４?/p>

３）陽(yáng)離子空間分布特征。水庫(kù)水與地下水陽(yáng)離子空間分布特征同陰離子相似（見(jiàn)圖４），地下水采樣點(diǎn)中，Ｅ３、Ｓ３陽(yáng)離子質(zhì)量濃度較小，其余采樣點(diǎn)陽(yáng)離子質(zhì)量濃度普遍大于水庫(kù)水。水庫(kù)水陽(yáng)離子空間分布情況與陰離子相似，排咸閘陽(yáng)離子質(zhì)量濃度最小，其余閘口陽(yáng)離子質(zhì)量濃度相差不大，空間分布差異不顯著，另外Ｎａ＋質(zhì)量濃度明顯高于其他陽(yáng)離子的。地下水陽(yáng)離子空間分布差異相對(duì)明顯，在Ⅰ—Ⅰ′水文地質(zhì)剖面上，陽(yáng)離子質(zhì)量濃度除采樣點(diǎn)Ｅ３外均高于南側(cè)地下水。

該剖面上Ｎａ＋呈現(xiàn)靠近水庫(kù)區(qū)域質(zhì)量濃度大，靠近渤海區(qū)域質(zhì)量濃度小的趨勢(shì)，采樣點(diǎn)Ｅ１、Ｅ２、Ｅ４的Ｎａ＋質(zhì)量濃度分別為５１００、４７１０、６４８０ｍｇ／Ｌ，而靠近渤海的采樣點(diǎn)Ｅ５、Ｅ６的Ｎａ＋質(zhì)量濃度分別為１８００、１２８０ｍｇ／Ｌ。Ｍｇ２＋分布趨勢(shì)與Ｎａ＋相反，靠近水庫(kù)的采樣點(diǎn)Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４的Ｍｇ２＋質(zhì)量濃度為１４５～８１７ｍｇ／Ｌ，靠近渤海的采樣點(diǎn)Ｅ５、Ｅ６的Ｍｇ２＋質(zhì)量濃度分別為２２００、１８４０ｍｇ／Ｌ。

整體而言，北大港水庫(kù)周邊地下水各離子質(zhì)量濃度普遍高于水庫(kù)水，水庫(kù)水陽(yáng)離子主要為Ｎａ＋，陰離子主要為Ｃｌ－，地下水中靠近渤海的采樣點(diǎn)Ｅ５、Ｅ６陰離子主要為ＳＯ２－４、陽(yáng)離子主要為Ｍｇ２＋，其余地下水主要陰、陽(yáng)離子與水庫(kù)水一致，為Ｃｌ－、Ｎａ＋。

３．２．２水化學(xué)類(lèi)型空間分布特征

Ｄｕｒｏｖ圖可以反映地下水主要組分之間的內(nèi)在聯(lián)系。由圖５可以看出，北大港水庫(kù)地下水大部分靠近Ｎａ＋端元，遠(yuǎn)離ＨＣＯ－３端元，陽(yáng)離子中Ｎａ＋占主導(dǎo)地位（Ｎａ＋占比最高為８１．７８％、最低為２１．５８％），陰離子以Ｃｌ－為主（占比最高為９０．０５％、最低為３６．３６％）；水庫(kù)水分布較為集中，靠近Ｎａ＋端元，陰離子以Ｃｌ－為主。北大港水庫(kù)地下水ｐＨ值呈弱堿性；ＴＤＳ變化明顯，屬于咸水和鹽水；水庫(kù)水ｐＨ值明顯高于地下水，但ＴＤＳ低于地下水。水化學(xué)類(lèi)型見(jiàn)表２，地下水與水庫(kù)水水化學(xué)類(lèi)型以Ｃｌ－Ｎａ型為主，水庫(kù)水中排咸閘與三號(hào)泄水閘水化學(xué)類(lèi)型分別為Ｃｌ·ＳＯ４·ＨＣＯ３－Ｎａ型與Ｃｌ·ＳＯ４－Ｎａ·Ｍｇ型，靠近渤海區(qū)域地下水和水庫(kù)水的水化學(xué)類(lèi)型與其他區(qū)域水化學(xué)類(lèi)型存在差異。

３．３水化學(xué)類(lèi)型成因分析

３．３．１Ｇｉｂｂｓ圖分析

Ｇｉｂｂｓ圖可以用來(lái)分析地下水離子來(lái)源［１２］，包括蒸發(fā)濃縮作用、水巖作用以及大氣降水的補(bǔ)給［１３］。由圖６可以看出，北大港水庫(kù)地下水ρ（Ｎａ＋）／ρ（Ｎａ＋＋Ｃａ２＋）（ρ表示相應(yīng)離子的質(zhì)量濃度）值較大，為０．６～１．０，均大于０．５，且水樣ＴＤＳ很高，水樣位于蒸發(fā)濃縮作用控制帶，主要受蒸發(fā)濃縮作用影響。大部分地下水和水庫(kù)水的ρ（Ｃｌ－）／ρ（Ｃｌ－＋ＨＣＯ３－）為０．８～１．０，受蒸發(fā)濃縮作用影響。水庫(kù)水ρ（Ｎａ＋）／ρ（Ｎａ＋＋Ｃａ２＋）分布較為集中，大部分為０．８～１．０，位于蒸發(fā)濃縮作用控制區(qū)域。

３．３．２離子比例與飽和指數(shù)分析

水化學(xué)類(lèi)型的成因受諸多因素影響，不同成因及不同條件下形成的離子比例不同，運(yùn)用離子比例系數(shù)分析水庫(kù)水和地下水形成的機(jī)制，以消除蒸發(fā)及稀釋對(duì)水體離子質(zhì)量濃度的影響。

１）γ（Ｎａ＋＋Ｋ＋）與γ（Ｃｌ－）（其中γ表示相應(yīng)離子的濃度）的比例關(guān)系。γ（Ｎａ＋＋Ｋ＋）與γ（Ｃｌ－）的比例關(guān)系可以表征Ｎａ＋富集程度［１４］，由圖７可以看出，除采樣點(diǎn)Ｅ４外，所有采樣點(diǎn)分布在１∶１等值線附近，表明８月北大港水庫(kù)水、水庫(kù)東側(cè)和南側(cè)區(qū)域地下水Ｎａ＋和Ｋ＋源于鹽巖溶解，采樣點(diǎn)Ｅ４位置受到了硅酸鹽礦物溶解影響［１５］。

２）γ（Ｃａ２＋＋Ｍｇ２＋）與γ（ＨＣＯ３－＋ＳＯ２４－）的比例關(guān)系。γ（Ｃａ２＋＋Ｍｇ２＋）與γ（ＨＣＯ３－＋ＳＯ２－４）比例關(guān)系（見(jiàn)圖８）可以判斷水體中Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋的來(lái)源，若兩者比值接近１，則說(shuō)明水體中Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋主要來(lái)源于白云石、方解石等碳酸鹽和石膏等硫酸鹽的溶解［１６］；若兩者比值大于１，則水體中Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋來(lái)源于碳酸鹽的溶解；若兩者比值小于１，則水體中Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋來(lái)源于硅酸巖鹽與蒸發(fā)巖的溶解［１７］。８月北大港水庫(kù)東側(cè)地下水Ｅ３的γ（Ｃａ２＋＋Ｍｇ２＋）與γ（ＨＣＯ－３＋ＳＯ２－４）比值小于１，說(shuō)明硅酸巖鹽與蒸發(fā)巖的溶解導(dǎo)致了該區(qū)域Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋的咸化，其余地下水采樣點(diǎn)以及水庫(kù)水的比值均大于１或接近１，說(shuō)明其Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋來(lái)源于硫酸鹽、碳酸鹽的溶解。

３）γ（Ｃａ２＋）與γ（Ｍｇ２＋）的比例關(guān)系。γ（Ｃａ２＋）與γ（Ｍｇ２＋）的比例關(guān)系（見(jiàn)圖９）可以判斷水體水文地球化學(xué)過(guò)程是否存在白云石和方解石的溶解［１８］，當(dāng)白云石溶解達(dá)到平衡時(shí)γ（Ｃａ２＋）與γ（Ｍｇ２＋）的比值為１，當(dāng)方解石和白云石溶解達(dá)到平衡時(shí)γ（Ｃａ２＋）與γ（Ｍｇ２＋）的比值為０．５［１９］。地下水采樣點(diǎn)Ｓ３位于１∶１等值線和１∶２等值線之間，說(shuō)明地下水中白云石達(dá)到溶解平衡，方解石尚未達(dá)到溶解平衡；其余地下水采樣點(diǎn)均位于１∶２等值線以下，表明了方解石與石膏這類(lèi)貧鎂礦物的溶濾作用。水庫(kù)水采樣點(diǎn)均位于１∶２等值線上，說(shuō)明水庫(kù)水方解石和白云石溶解達(dá)到平衡。

４）γ［（Ｃａ２＋＋Ｍｇ２＋）－（ＨＣＯ－３＋ＳＯ２－４）］與γ（Ｎａ＋＋Ｃｌ－）的比例關(guān)系。γ［（Ｃａ２＋＋Ｍｇ２＋）－（ＨＣＯ－３＋ＳＯ２－４）］與γ（Ｎａ＋＋Ｃｌ－）的比例關(guān)系常用來(lái)判斷研究區(qū)域是否發(fā)生陽(yáng)離子交換作用，若存在陽(yáng)離子交換作用，則比值應(yīng)為－１左右［２０］。γ［（Ｃａ２＋＋Ｍｇ２＋）－（ＨＣＯ－３＋ＳＯ２－４）］與γ（Ｎａ＋＋Ｃｌ－）的比例關(guān)系沒(méi)有明顯相關(guān)性，表明水庫(kù)東側(cè)、南側(cè)地下水與水庫(kù)水均未受到陽(yáng)離子交換作用影響。

礦物飽和指數(shù)可以反映水體中巖鹽、石膏、方解石、白云石等礦物的溶解平衡狀態(tài)［２１］，北大港水庫(kù)水與地下水中鹽巖、石膏、方解石、白云石的飽和指數(shù)與離子濃度的關(guān)系見(jiàn)圖１１。北大港水庫(kù)地下水中巖鹽和石膏的飽和指數(shù)均小于０，說(shuō)明地下水中巖鹽和石膏均處于未飽和狀態(tài)，巖鹽和石膏的溶解是水體中Ｎａ＋、Ｃｌ－、Ｃａ２＋、ＳＯ２－４的重要來(lái)源；方解石和白云石的飽和指數(shù)均大于０，說(shuō)明這兩種礦物處于飽和或過(guò)飽和狀態(tài)，地下水演化過(guò)程中可能伴隨著方解石和白云石的沉淀。水庫(kù)水中排咸閘與三號(hào)泄水閘石膏的飽和指數(shù)大于０，處于飽和狀態(tài)，其他閘口巖鹽、方解石、白云石的溶解狀態(tài)與地下水基本一致。

３．３．３主成分分析

利用ＳＰＳＳ軟件，選?。穑戎?、ＴＤＳ、Ｋ＋、Ｎａ＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、ＨＣＯ－３、ＳＯ２－４、Ｃｌ－作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)北大港水庫(kù)水和地下水進(jìn)行主成分分析。

１）水庫(kù)水。北大港水庫(kù)水總方差解釋表顯示，主成分Ｆ１和Ｆ２的貢獻(xiàn)率分別為７２．１８％和１５．１５％，能夠表達(dá)全部數(shù)據(jù)的絕大部分信息，因此主成分Ｆ１和Ｆ２為北大港水庫(kù)水水化學(xué)特征的主要影響因素。主成分Ｆ１的貢獻(xiàn)率為７２．１８％，其載荷較大的評(píng)價(jià)指標(biāo)為Ｋ＋、Ｎａ＋、Ｍｇ２＋、Ｃｌ－、ＴＤＳ、ｐＨ值、ＨＣＯ－３，均為顯著正相關(guān)（見(jiàn)表３），表明主成分Ｆ１代表鹽巖、碳酸鹽以及含鎂礦物的溶解或沉淀；主成分Ｆ２的貢獻(xiàn)率為１５．１５％，與Ｃａ２＋、ＳＯ２－４顯著正相關(guān)，表明主成分Ｆ２代表石膏的溶解或沉淀。綜上，影響夏季北大港水庫(kù)水水化學(xué)特征的主要因素為鹽巖、碳酸鹽以及含鎂礦物的溶解或沉淀，石膏的溶解或沉淀也對(duì)其有一定影響。

２）地下水。北大港水庫(kù)地下水總方差解釋表顯示，主成分Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３的貢獻(xiàn)率分別為５１．９２％、２１．６５％、１４．２４％，能夠表達(dá)全部數(shù)據(jù)的絕大部分信息，因此主成分Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３為北大港水庫(kù)地下水水化學(xué)特征的主要影響因素。主成分Ｆ１的貢獻(xiàn)率為５１．９２％，其載荷較大的評(píng)價(jià)指標(biāo)為ＳＯ２－４、Ｋ＋、Ｍｇ２＋、ＴＤＳ、Ｃａ２＋，均為顯著正相關(guān)，表明主成分Ｆ１代表硫酸鹽、鉀鹽以及含鎂礦物的溶解或沉淀；主成分Ｆ２的貢獻(xiàn)率為２２．８０％，與ｐＨ值顯著正相關(guān)，與ＨＣＯ－３顯著負(fù)相關(guān)，表明主成分Ｆ２代表碳酸鹽與ＣＯ２的溶解或沉淀效應(yīng)；主成分Ｆ３的貢獻(xiàn)率為１３．１６％，其主要影響因子為Ｎａ＋、Ｃｌ－，均為正相關(guān)，說(shuō)明主成分Ｆ３代表鹽巖的溶解或沉淀效應(yīng)。綜上，影響北大港水庫(kù)地下水水化學(xué)特征的主要因素為硫酸鹽、鉀鹽以及含鎂礦物的溶解或沉淀，碳酸鹽與鹽巖的溶解或沉淀也對(duì)其有一定影響。

４結(jié)論

北大港水庫(kù)水與地下水水化學(xué)特征存在明顯差異，地下水ＴＤＳ質(zhì)量濃度普遍高于水庫(kù)水，且靠近渤海地區(qū)質(zhì)量濃度更高，水庫(kù)水ＴＤＳ質(zhì)量濃度分布相對(duì)均勻；水庫(kù)水陽(yáng)離子主要為Ｎａ＋，陰離子主要為Ｃｌ－；靠近渤海的地下水陰離子主要為ＳＯ２－４，陽(yáng)離子主要為Ｍｇ２＋，其余地下水主要陰離子、陽(yáng)離子分別為Ｃｌ－、Ｎａ＋，同水庫(kù)水一致。地下水與水庫(kù)水均受到了明顯蒸發(fā)濃縮作用的影響。礦物飽和指數(shù)和離子比例關(guān)系表明，北大港水庫(kù)水與地下水的Ｎａ＋和Ｋ＋主要源于鹽巖的溶解，Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋則源于碳酸鹽與硫酸鹽的溶解；除個(gè)別水庫(kù)出水閘口外，地下水與水庫(kù)水巖鹽和石膏均處于未飽和狀態(tài)，白云石、方解石處于飽和或過(guò)飽和狀態(tài)。主成分分析表明，影響北大港水庫(kù)水咸化的主要原因是鹽巖、碳酸鹽以及含鎂礦物的溶解或沉淀，石膏的溶解或沉淀也對(duì)其有一定影響；北大港水庫(kù)地下水咸化的主要原因是硫酸鹽、鉀鹽以及含鎂礦物的溶解或沉淀，碳酸鹽與鹽巖的溶解或沉淀也對(duì)其有一定影響。