Растворенная нагрузка
Растворенная нагрузка – это часть общего количества наносов в потоке , которая переносится в растворе , особенно ионы от химического выветривания . реки Он вносит основной вклад в общее количество материала, выносимого из водосборного бассейна , наряду с взвешенной нагрузкой и нагрузкой на русло . Количество материала, перевозимого в виде растворенной нагрузки, обычно намного меньше, чем подвешенной нагрузки . [1] хотя это не всегда так, особенно когда имеющийся речной сток в основном используется для таких целей, как орошение или промышленное использование. Растворенная нагрузка составляет значительную часть общего потока материалов из ландшафта, и ее состав важен для регулирования химического и биологического состава речной воды.
Растворенная нагрузка в первую очередь контролируется скоростью химического выветривания , которая зависит от климата и погодных условий, таких как влажность и температура . [2] Растворенная нагрузка имеет множество полезных применений в области геологии , включая эрозию , денудацию и реконструкцию климата в прошлом.
Методы измерения
[ редактировать ]Растворенная нагрузка обычно измеряется путем взятия проб воды из реки и проведения на них различных научных тестов. Сначала измеряются pH , проводимость и бикарбонатная щелочность образца. Затем образцы фильтруют для удаления взвешенных осадков и консервируют хлороформом для предотвращения роста микроорганизмов , а остальные подкисляют соляной кислотой, растворенных ионов добавляемой для предотвращения осаждения из раствора. Затем применяются различные химические тесты для определения концентрации каждого растворенного вещества . Например, концентрации ионов натрия и калия можно определить методом пламенной фотометрии , а концентрации ионов кальция и магния можно определить с помощью атомно-абсорбционной спектрофотометрии . [3]
Приложения
[ редактировать ]Реконструкция климата
[ редактировать ]Растворенная нагрузка может предоставить ценную информацию о скорости почвообразования и других процессах химической эрозии . В частности, баланс массы между растворенной нагрузкой и твердой фазой помогает определить динамику поверхности. Кроме того, растворенная нагрузка может быть использована для реконструкции климата Земли в прошлом . Это связано с тем, что химическое выветривание вносит основной вклад в растворенную нагрузку в потоке. Химическое выветривание силикатных пород является основным поглотителем углекислого газа в атмосферу, поскольку углекислый газ атмосферы превращается в карбонатные породы в карбонатно-силикатном цикле . Концентрация углекислого газа является основным фактором контроля парникового эффекта , который определяет температуру Земли. [4]
Денудация
[ редактировать ]Денудация – это процесс стирания верхних слоев земного ландшафта . Поскольку скорость денудации обычно слишком мала, чтобы ее можно было измерить напрямую, ее можно определить косвенно, измеряя нагрузку наносов ручьев, дренирующих рассматриваемую территорию. Это возможно, потому что любой материал, который проходит через определенную точку ручья, гарантированно прибыл откуда-то из водосборного бассейна ручья выше этой точки. По мере увеличения топографического рельефа вклад растворенной нагрузки в общую нагрузку потока уменьшается из-за того, что на более крутых поверхностях дождь с меньшей вероятностью проникает в камни, что приводит к меньшему химическому выветриванию, что снижает растворенную нагрузку. [5]
Экспорт соли
[ редактировать ]Процесс выноса солей водой в море или бессточное озеро из бассейна реки называется вывозом соли. Когда не происходит адекватного вывоза соли, территория речного бассейна постепенно превращается в засоленные и/или солонцеватые почвы , особенно в низовьях. [6]
Растворенные нагрузки в отдельных крупных реках
[ редактировать ]| Река | Водосборная площадь, 10 6 км 2 | Выписка, 10 9 м 3 / | Всего растворенных твердых веществ (TDS), 10 6 тонн/год |
|---|---|---|---|
| Сицзян | 0.35 | 30 | 10.14 |
| Чанцзян | 1.95 | 1063 | 226 |
| Хуанхэ | 0.745 | 48 | 84 |
| Ганг-Брахмапутра | 1.48 | 1071 | 129.5 |
| Лена | 2.44 | 532 | 50.6 |
| Амазонка | 4.69 | 6930 | 324.6 |
| Ориноко | 1.00 | 1100 | 51.3 |
| Кришна | 0.251 | 30 | 10.4 |
| Годавари | 0.31 | 92 | 17 |
| Парень | 0.09 | 21 | 3.5 |
| Ганг | 0.75 | 493 | 84 |
| Всего в мире | 101 | 37000 [9] | 3843.0 |
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Александрова Юлия; Коэн, Хай; Ларонн, Джонатан Б.; Рид, Ян (2009). «Нагрузка взвешенных отложений, нагрузка на дно и растворенная нагрузка из полузасушливого водосборного бассейна: 15-летнее исследование». Исследования водных ресурсов . 45 (8): W08408. Бибкод : 2009WRR....45.8408A . дои : 10.1029/2008wr007314 . ISSN 0043-1397 . S2CID 129669714 .
- ^ Гросбуа, К.; Негрель, доктор философии; Фуйяк, К.; Гримо, Д. (2000). «Растворенная нагрузка реки Луары: химическая и изотопная характеристика». Химическая геология . 170 (1–4): 179–201. Бибкод : 2000ЧГео.170..179Г . дои : 10.1016/s0009-2541(99)00247-8 . ISSN 0009-2541 .
- ^ Гроув, Т. (1 августа 1972 г.). «Растворенный и твердый груз переносят некоторые реки Западной Африки: Сенегал, Нигер, Бенуэ и Шари». Журнал гидрологии . 16 (4): 277–300. Бибкод : 1972JHyd...16..277G . дои : 10.1016/0022-1694(72)90133-3 . ISSN 0022-1694 .
- ^ Четела, Б.; Лю, C.-Q.; Чжао, ZQ; Ван, Квинсленд; Ли, СЛ; Ли, Дж.; Ван, Б.Л. (2008). «Геохимия растворенной нагрузки рек бассейна Чанцзян: антропогенное воздействие и химическое выветривание». Geochimica et Cosmochimica Acta . 72 (17): 4254–4277. Бибкод : 2008GeCoA..72.4254C . дои : 10.1016/j.gca.2008.06.013 . ISSN 0016-7037 .
- ^ Джадсон, Шелдон; Риттер, Дейл Ф. (15 августа 1964 г.). «Темпы региональной денудации в Соединенных Штатах». Журнал геофизических исследований . 69 (16): 3395–3401. Бибкод : 1964JGR....69.3395J . дои : 10.1029/jz069i016p03395 . ISSN 0148-0227 .
- ^ «Гидрономические зоны для разработки стратегий водосбережения бассейна» (PDF) . Проверено 12 июля 2015 г.
- ^ Чжан, Шу-Ронг; Лу, Си Си; Хиггитт, Дэвид Лоуренс; Чен, Чен-Тунг Артур; Сунь, Хуэй-Го; Хан, Цзин-Тай (22 марта 2007 г.). «Химия воды реки Чжуцзян (Жемчужная река): природные процессы и антропогенные воздействия» . Журнал геофизических исследований . 112 (Ф1): F01011. Бибкод : 2007JGRF..112.1011Z . дои : 10.1029/2006jf000493 . ISSN 0148-0227 .
- ^ «Массовый транспорт в бассейне реки Кришна (Таблица-5)» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 19 июня 2015 года . Проверено 25 апреля 2020 г.
- ^ «Грунтовые воды: делаем невидимое видимым (стр. 13), Отчет Организации Объединенных Наций о развитии водных ресурсов мира, 2022 г.» (PDF) . Проверено 5 апреля 2022 г.
Информационный банк USGS CMG: Подвешенные и растворенные нагрузки