各类天然水体的水化学概况Word文件下载.docx
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20.4
3.4
5.8
2.1
2.7
天津师范大学等，《水文学与水资源概论》。
表9-4我国部分河流主要离子含量（mg/L）
河流名称
CO32-
Na+（K+）
离子总量
西江（1980-1983）
141.2
3.6
18.7
3.3
42.
6.8
14.2
230.4
东江（1982-1983）
26.2
2.3
1.0
4.1
1.2
5.9
41.
北江（1981-1982）
98
3.9
2.9
22.0
2.6
10.7
黄
河
上游
中游
下游
172
212
177
4.0
3.2
0.9
13.5
78.1
88.2
22.4
49.5
62.5
39.5
49.3
46.8
13.2
23.4
21.0
2.02
55.7
61.8
284.8
471.2
458.2
松花江
（哈尔滨1981）
74.7
5.5
7.2
16.9
9.5
117.4
鸭绿江（丹东）
103.7
12.6
21.1
16.8
163.0
钱塘江
（杭州1978,10）
52.03
2.65
4.51
18.04
22.96
6.17
86.36
长江
（武汉1980,6）
12334
9.11
4.12
44.8
6.54
5.36
193.27
汉水
116.02
8.92
4.40
36.64
7.83
4.14
177.95
嘉陵江
（重庆1980,6）
193.9
6.37
46.40
5.59
5.02
261.48
转引自中国内陆水域渔业资源编写组《中国内陆水域渔业资源》和HuMinghui等Nature.转引自陈静生，《水环境化学》。
表9-5世界部分河流主要离子含量（mg/L）
河流名称
圣芬纶斯河
（加拿大）
95.2
19.5
14.0
31.4
6.9
174.2
密西西比河
（美国）
108.0
39
85
38
9.2
13.9
283.6
科罗拉多河
153.7
968
378
186
3.5
544
2233.2
托涅川
（日本）
12.8
8.4
2.2
4.9
1.1
32.7
湄公河
（越南）
115.6
14.7
6.2
31.1
9.3
182.6
墨累河
（澳大利亚）
50.7
9.4
8.5
21.4
98.6
尼罗河
（非洲）
85.8
4.7
15.8
8.8
138
亚麻逊河
（南美洲）
29
2.5
2.4
9.0
3.1
47
陈静生，《水环境化学》。
（3）含盐量不同河水含盐量可能有较大差异，但多数河流含盐量较低。
我国南方与东北河流含盐量多低于200mg/L。
有的仅30~50mg/L，高者超过1000mg/L，极少数河水高达数千毫克/升。
世界河水平均含盐量仅约120mg/L。
以地下水补给的河流含盐量较高。
3、河水营养盐
通常河水中营养盐含量均不高。
一般清洁河水NO3--N为0.1-0.5mg/L，NH3-N含量低于0.1mg/L；
受污染河水，NO3--N与NH3-N含量将大幅度增加，NO3--N高于5-10mg/L，NH3-N每升可增至数毫克。
如我国珠江水系河流有效氮以NO3--N为主，占有效氮52.1-87.6%。
NO3--N含量变化范围相当大（0~500mol/L）。
清洁河水活性磷一般为0.05-0.1mg/L，但若受人类活动影响，河流某一区段磷含量可能显著增加。
二、我国河流水质主要指标的区域性分布特点
我国河流水质主要指标有明显区域性特点。
全国河水离子总量的增减和水质类型的变化，都是从东南向西北内陆呈渐变的趋势。
河水含盐量从东南沿海向西北基本呈现递增的趋势，河水总硬度和水质类型显示地域性特点。
以下按通常所采用的四大地块说明我国河流含盐量、水质类型与营养盐等在不同地快的特点。
1、秦岭-淮河一线以南地区
东南沿海地区由于雨水充沛，河流沿途地域常年受到河水的冲洗，故河水矿化度低于50mg/L，水质多数属于碳酸盐类钠组类型，是全国河水含盐量最低的地区。
由于由东向西部地区干旱程度逐渐增强，因此矿化度从东南向西和西北呈增加趋势，由沿海往西，河水矿化度增加为100~200mg/L或200~300mg/L，个别地区超过500mg/L，河流水质类型转变为碳酸盐类钙组。
因西北地区干旱少雨，可溶盐易在土壤中积累，河水流过可溶解携带较多盐分，其含盐量可超过1000mg/L，是全国河流含盐量最高区域。
[LYZ1][LYZ1]从东南沿海向北，是长江中下游地区，河水矿化度50~100mg/L和100~200mg/L。
靠近沿海及河口受海水影响地区，河水化学类型属氯化物类钠组,其余均属碳酸盐类钙组。
长江干流上、中、下游NH3-N分别为35、28.6、74.3μmol/L。
长江干流活性磷含量0.3~0.6μmol/L。
珠江水系河流有效氮以NO3--N为主，占有效氮52.1~87.6%，变化范围0~500μmol/L，NH3-N变化范围0~150μmol/L。
珠江水系河流活性磷含量0~38.7μmol/L，各河流均值0.4~12.0μmol/L。
2、华北地区
秦岭一淮河一线以北,是黄土高原与华北大平原，属干旱、半干旱地区，干湿季节明显,地表呈季节性积盐状态,使河水矿化度升高。
河水矿化度垂直分带性特点在这一地区开始出现。
在太行山、燕山一带,河水矿化度200～300mg/L,到平原地区,蒸发浓缩作用使矿化度增至500mg/L。
水的类型也由碳酸盐类钙组变为碳酸盐硫酸盐类钠钙组。
受海水影响水域属于氯化物类钠组。
黄土高原河水矿化度也呈从东往西增加趋势。
由200~300mg/L增至300~500mg/L及500~1000mg/L,有些河水矿化度超过1000mg/L,祖历河矿化度曾高达7000mg/L。
黄河干流磷含量较低，活性磷为0.06~1.8μmol/L，平均值为0.40μmol/L，总磷为0.32~36.5μmol/L，平均为5.5μmol/L。
3、西北地区
河流水水质主要指标明显垂直分带性是我国西北地区河流的特点。
在阿尔泰山、天山及昆仑山4000m以上地区,河水矿化度低于200mg/L,水质类型属碳酸盐类钙组或碳酸盐硫酸盐类钠钙组。
随高度下降,土壤及风化壳中易溶盐及石膏含量增加,矿化度逐升至300~500mg/L以至1000mg/L，水质类型演变为硫酸盐类钠组水,至下游进入干旱荒漠地区，矿化度升至每升数千毫克,水质转变为氯化物类钠组。
祁连山从山顶到柴达木盆地也有类似现象。
4、东北地区
我国东北地区河水矿化度低于西北、华北地区，也有垂直分带性分布特点。
大部分山地河水矿化度为50-100mg/L,水质类型属碳酸盐类钙组或钠组。
在松辽平原,河水矿化度增至300~400mg/L,有自西向东增加趋势,主要为碳酸盐类钙组水,特别是嫩江以东杜尔伯特草原（属封闭的内陆流域），矿化度由周围向中央递增到400~500mg/L,由碳酸盐钙组变为碳酸盐硫酸盐类钠钙组。
东北各水域NH3-N在总有效氮中比例增大。
主要河流NH3-N含量1~50μmol/L，枯水期含量高于丰水期。
NO3--N含量1~117μmol/L，鸭绿江、牡丹江、第二松花江及穆林河含量较高（均值94.3μmol/L）。
在鸭绿江干流（丹东）、辽河（盘山）、嫩江支流雅鲁河（碾子山）等河水含有一定量NO2--N。
第三节湖泊水与水库水
湖泊是陆地表面天然洼陷处流动缓慢而蒸发量大的水体，由降水和地面、地下径流所形成。
湖水流转主要靠风力和温度变化。
水库可理解为人工湖，水库水交换量比湖泊大。
与河水相比，湖水流动与交换缓慢，较长时间处于一定区域,因此湖水有较强地区性特征。
湖泊水质取决于形成的历史条件和所处环境的水文、地质、人类与其它生物活动等状况，故不同湖泊水质可能相差悬殊。
湖水水质的多样性与不均匀性是湖水的特点。
一、湖泊的类型
湖泊的成因极为复杂，类型甚多。
湖泊的分类法有多种，下面仅介绍常用的按含盐量（ST）与营养类型的分类法：
1、按湖水含盐量分类
（1）淡水湖含盐量小于1g/L属淡水湖。
不同地区湖水含盐量差异较大,潮湿多雨地区,含盐量很低,矿化度仅约50mg/L。
（2）咸水湖和盐湖含盐量1≤ST≤35g/L称为咸水湖，大于35g/L称为盐湖。
干旱条件下，湖水蒸发量大于补给量，并随径流入湖盐分不断积累，使湖水含盐量饱和或过饱和，以至使淡水湖演变成咸水湖或盐湖。
2、按湖泊营养盐类型分类
据湖泊与库水营养盐含量及初级生产量,可将湖泊、水库划分为贫、中、富等营养类型，划分的指标有多种，下面介绍的仅是其中的一种，表9-6简要概括了此种分类法。
（1）贫营养型水质清瘦,透明度大,初级生产量低于1g（O２）/m2·
d。
这类湖泊较深,多分布在高原和山区,或潮湿多雨地区，这类湖泊、水库的溶解氧与pH变化幅度均较小。
（2）中营养型总的水质状况介于上述两者之间。
水质指标中,有的可能属于富营养型,有的可能属于贫营养型,初级生产量介于1~4g（O２）/m2·
d之间。
（3）富营养型营养元素含量较丰富,常出现水华,透明度低,初级生产量多在3~10g/m2.d之间。
这类湖泊水较浅,分布在平原或城郊,集水区土壤丰富,外源性有机质和营养盐丰富。
而且这类湖泊、水库pH、溶氧的变化幅度都比较大。
（4）超富营养型营养元素含量丰富，无机氮含量大于0.11µ
mol/L，水质肥,，初级生产量多大于10g（O２）/m2.d。
表9-6不同营养型湖（库）的主要水质指标
营
养
型
初级产量
O2,g/m2.d
浮游植物
浮游动物量
mg/L
COD
无机氮µ
mol/L
总磷
10-4µ
活性磷
现存量
优势
种类
贫
<
1
金藻、硅藻
0.386
0.014
6.4
中
1~4
1~5
硅藻、甲藻
1.64
1~7
0.014~0.046
3.2~9.7
6.4~16
富
3~10
5~10
硅藻、蓝藻
4.3
7~15
0.046~0.11
>
9.7
16
超
10
绿藻、裸藻
15
（《中国湖泊环境》（第一册），金相灿等，1995。
）
二、湖泊、水库水化学基本特点
1、含盐量
不同地区湖水含盐量差异较大，在潮湿多雨区，湖水含盐量很低，矿化度50mg/L左右。
在含盐量高的地区，矿化度超过35mg/L，甚至达到100mg/L以上，称为盐湖。
含盐量低的咸水湖仍有渔业价值，一些盐湖具有工业价值。
2、主要离子
世界与我国部分湖水和库水主要离子含量见表9-7、9-8。
两表表明，湖水和库水通常阳离子以钙离子含量最高，阴离子以碳酸氢根离子含量最高。
[Lyz2][Lyz2]
表9-7世界部分淡水湖的化学成分含量（mg/L）
湖泊
Na++K+
北
美
洲
尼皮幸格湖
苏必利尔湖
伊利湖
安大略湖
50.0
121
113.5
4.8
28
20.3
1.5
17
15.6
14.1
36.9
3.7
8.7
7.8
3.8
8.2
8.9
52
77
222
203
欧
苏黎世湖（瑞士）
巴拉顿湖（匈牙利）
145
197
11.1
110
0.83
15.2
41
45.3
65.7
48.2
207
481
亚
贝加尔湖表层
贝加尔湖1000m
拉多加湖
谢凡湖
59.2
58.6
40.2
414.7
4.4
1.8
2.0
7.7
62.9
7.1
33.9
4.2
55.9
6.1
8.6
77.3
91
89
68
662
非洲
坦加尼卡湖
415.2
43.7
64.2
570
陈静生等，《水环境化学》。
表9-8我国部分湖泊、水库主要化学成分含量（mg/L）
抚仙湖
167.8
10.4
78.3
2.16
25.8
20.15
45.1
316.6
巢湖
62.1
14.3
5.2
12.3
115.8
红碱淖
666
159
92.2
749
10.5
45.2
840
2562
东平湖
138.6
1.18
52.9
22.5
44.9
11.3
21.9
293.3
镜泊湖
39.6
8.3
2.27
8.0
3.22
65.0
显岗水库
19.7
—
1.53
0.68
2.34
0.80
3.12
28.2
锦江水库
20.1
1.4
1.06
34.2
西河水库
185.2
10.17
81.0
0.74
39.78
16.3
44.0
377.2
西津水库
121.6
5.0
37.3
177.6
冯家山水库
166.7
88.3
5.67
32.8
43.75
236.5
河口水库
1190
405
244
697
11.6
130
1071
3747
汾河水库
157.1
38.0
10.3
42.3
13.1
278.7
陆汾水库
138.1
5.25
37.0
8.08
207.6
清河水库
82.35
29.55
20.66
29.90
6.27
176.9
刘家峡水库
177.4
20.9
10.9
44.3
277.8
达里诺尔
1610.4
543
255.6
1184
23.0
1925
5547
乌梁素海
296
68.1
255
580
35.0
105
461
1800
赛里木湖
54103
129
1112
3539
16.0
374.5
325.4
2850
青海湖
525.0
419.4
2034
5275
9.87
821.8
3258
12490
扎陵湖
191.0
9.05
64.7
35.6
25.4
42.2
380.3
中国内陆渔业资源编写组，《中国内陆水域渔业资源》。
水库水交换量较大，含盐量较低，离子组成与含盐量主要决定于所拦截的河水。
干旱、半干旱地区修建的水库，如果水交换量过小，盐分将在库中积累，最终可能导致库水高含盐量和高碱度。
如我国陕西河口水库，周围被毛乌素的沙丘包围，河道基本无常流量，靠洪水与地下渗水补给，库水日益盐碱化，到1981年碱度与含盐量分别达33.0mmol/L与3747mg/L，已不适于白鲢、花鲢正常生长，鲫鱼成了水库中主要鱼类。
3、营养元素和有机物
（1）营养盐湖水营养元素变化情况与河流相似，冬季浮游植物量低，有机物的矿化作用使水中氮、磷增加，春夏季营养元素含量相应减少。
与河流不同之处为夏季湖水常出现温度分层现象，此将导致营养盐等化学成分的分层分布。
表、底层水中营养元素季节变化也有所不同。
湖底层由于沉积物中有机质分解释放，底层水中营养元素含量较高。
夏季底层水和冬、春季整个水体都可能出现较高值。
但是在春、夏两季，表层水的营养盐含量一般最低。
湖水营养盐含量特点：
硅含量（SiO2）最丰富，单位水体中可达数毫克，甚至超过20mg/L，如我国呼伦池硅含量（SiO2）为21.37mg/L；
磷含量较低，未污染时，远低于1mg/L；
在三态氮中，硝酸盐量最高，其余两者较低。
据何志辉（1987）统计,我国211个湖泊、水库中,中营养型最多,占12.1%,富营养型占33.2%,贫营养型仅占14.7%。
（2）有机物湖水有机物来自集水区和水体初级生产所产生。
湖泊、水库形态特点、集水区岩石、土壤和植被与集水区人口密度等状况，以及水交换量等均影响湖泊营养盐及有机物含量。
通常湖泊有机物需氧量低于10mg/L。
贫营养湖有机物含量极少，富营养型湖泊水域较小，夏季浮游植物繁殖旺盛，水透明度较小，沿岸高等植物产量较高，湖中沉积物所含有机质较丰富。
4、水质垂直分布的不均匀性
通常湖泊、水库水质具有垂直分布不均匀特点,在夏季，湖水中溶解氧、pH及营养盐等垂直分布常出现不均匀性。
若有温跃层存在,上、下水层水质差异显著。
上下水层混合不完全的较深湖泊,底层水主要离子含量也可能与表层不同。
在春、秋季湖水的全同温期,上下层水质分布较均匀,但上、下水层溶氧含量可能有差别。
夏季富营养性湖泊水质分布不均匀性较明显。
尤其是面积小、有一定深度的富营养化湖,若夏季上下水层交换差,上下水层溶氧、营养盐、pH、碱度、硬度均有较大差别。
若深度只有3-5m的大型湖泊,风浪使湖水混合到底部,水质垂直分布差异便不明显。
有时在温跃层可聚集较多有机碎屑微粒,将有利于细菌和浮游动物繁殖,但这将造成该水层溶氧低于上下水层,在某水层出现极小值。
图9-1为美国华盛顿湖1958年8月调查结果。
图9-2是夏季新西兰超富营养湖泊溶氧垂直分布演变情况。
图9-1表明，该湖在约10m水深处形成温跃层,在温跃层聚集较多浮游动物及有机碎屑,消耗溶氧，可能成为氧最小层。
在夏季不同时间，湖
图9-1华盛顿湖溶氧垂直分布
《Limnology》,转引自雷衍之,《淡水养殖水化学》
图9-2新西兰Johnsen湖（超营养型）夏季溶解氧垂直分布
《Limnology》。
转引自雷衍之,《淡水养殖水化学》
水溶氧可能有分层现象。
图9-2表明，在11月湖水既有极大值又有极小值,12月出现缺氧层,缺氧层下尚存有溶氧,但到1~2月,温跃层下溶氧被消耗，无氧水范围扩大，3月份下层溶氧被耗尽，使湖水呈现富营养型湖泊典型溶氧垂直分
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