土壤特征与水环境化学
鲁重生, 曹文庚, 庄海艳, 丛日辉, 仝艳龙, 任宇, 李祥志, 宋乐, 卢瑶, 郭记菊
奈曼旗农牧交错带地处科尔沁沙地腹地生态脆弱区,对其地下水水化学形成机制与背景值研究可支撑水资源配置及农牧业绿色发展。基于水文地质调查与水文地球化学分析,结合自组织映射神经网络与K-means聚类混合算法,揭示了地下水化学组成、主控过程及环境背景值。结果表明:地下水化学组成空间差异性强,但水化学类型均以HCO3-Ca·Mg为主,呈弱碱性;地下水化学演化主要受碳酸盐矿物的溶解—沉淀以及硅酸盐矿物的风化溶解驱动,同时受控于正向阳离子交替吸附作用;总铁、F-、溶解性总固体和NO3-N是影响奈曼旗地下水质量的关键指标,通过水文地球化学图解法、Grubbs检验及自组织映射神经网络多方法联合估算其视背景值,分别为0.42~0.56 mg/L、0.34~0.38 mg/L、181~188 mg/L和0.22~1.58 mg/L,其中,总铁的高背景值可能与菱铁矿溶解有关,F-富集则受控于萤石溶解及正向阳离子交替吸附作用。研究结果为区域水资源优化管理、污染防治及生态保护提供了科学依据。