1.气候分区1-4-1含义

2.中国区域划分七大地区

3.中国有几大地理分区?

4.中国四大地理分区是什么?

5.中国地下水的水化学特征

中国气候分区表_中国气候区划分

用中国北方1951~1999年年降水量和年蒸发量资料,计算了干燥度指数 (D), 并据此将中国划分为干旱区 (D(0.20)、半干旱区(0.20~0.50)和湿润区 (D(0.50))。近50a中国干湿气候波动显著,区域差异大:50a波动幅度东北区为20~400 km,华北区为40~400 km,西北东部为30~350 km,西南区为40~370 km。以80年代为界,在20世纪80年代以前(包括80年代),西南区气候具有显著变湿趋势;西北东部稍变湿;华北区和东北区具有变干趋势,且华北区变干程度比东北区严重。进入90年代,西南区和西北东部气候有变干迹象,华北区西部气候的干旱程度有所增加,华北区东部有所减弱,东北区气候进一步变湿。半干旱区是湿润区与干旱区之间的过渡区,是中国季风的边缘地带,也是环境变化的敏感区。20世纪60~70年代中国 (北方)干湿气候存在一次突变,由较湿润变为干旱。50年来干湿气候界线呈现出整体移动和东西、南北相异波动的特征。当干湿气候界线同时向西或向北移动时,中国北方气候就变的相对湿润;当同时向东或向南移动时,北方气候就变的相对干旱;当干湿气候界线东西、南北相异移动时,北方气候的干旱程度就介于二者之间。

近50年来中国干湿气候界线的10年际波动 杨建平1, 丁永建1, 陈仁升1, 刘连友2 (1. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所, 兰州 730000; 2. 北京师范大学与环境研究所, 北京 100875) 摘要:利用中国北方1951~1999年年降水量和年蒸发量资料,计算了干燥度指数 (D), 并据此将中国划分为干旱区 (D(0.20)、半干旱区(0.20~0.50)和湿润区 (D(0.50))。近50a中国干湿气候波动显著,区域差异大:50a波动幅度东北区为20~400 km,华北区为40~400 km,西北东部为30~350 km,西南区为40~370 km。以80年代为界,在20世纪80年代以前(包括80年代),西南区气候具有显著变湿趋势;西北东部稍变湿;华北区和东北区具有变干趋势,且华北区变干程度比东北区严重。进入90年代,西南区和西北东部气候有变干迹象,华北区西部气候的干旱程度有所增加,华北区东部有所减弱,东北区气候进一步变湿。半干旱区是湿润区与干旱区之间的过渡区,是中国季风的边缘地带,也是环境变化的敏感区。20世纪60~70年代中国 (北方)干湿气候存在一次突变,由较湿润变为干旱。50年来干湿气候界线呈现出整体移动和东西、南北相异波动的特征。当干湿气候界线同时向西或向北移动时,中国北方气候就变的相对湿润;当同时向东或向南移动时,北方气候就变的相对干旱;当干湿气候界线东西、南北相异移动时,北方气候的干旱程度就介于二者之间。关 键 词:中国; 干燥度指数; 干湿气候界线; 波动中图分类号:P467 1 引言全球气候变暖,这已是确定无疑的事实。在气候变暖的情况下,全球水循环以及水量、水的分布也会发生相应的变化,有的地区在变湿,有的地区在变干。中国各地的干湿变化又如何呢?长期以来,中国的水量分布一直是北少南多,西少东多,北方地区由于其地理位置、距海远近不同等因素形成了干旱半干旱气候,气候的干湿变化对该地区工、农业生产以及人民生活具有巨大的影响,因此研究该地区干湿变化对气候变暖的响应具有重要而又深远的意义。干湿气候界线的波动能直观明了的反应某个地区气候的干湿变化。但有关中国干湿气候界线波动的研究并不很多,主要集中研究干旱半干旱分界线 (年降水量250 mm雨量线) 的波动情况。张兰生等[1]将年平均降水量介于250~450 mm等值线之间的地区称之为北方季风尾闾区,并认为年平均降水量250 mm等值线为北方季风尾闾区的西北界。他对鄂尔多斯地区全新世以来不同时期250 mm等降水线在空间的摆动进行了研究。认为在104、103、101年3种尺度下季风尾闾区的空间摆动幅度分别达到800 km、400 km、200 km。对干旱半干旱分界线 (年降水量250 mm等值线) 在丰枯年份和丰枯期空间摆动情况的研究表明,丰枯年份此界线的空间摆动幅度最大为110~130 km,在丰枯期的摆动幅度为30~80 km[2] 。 中国干湿气候界线波动的研究已取得了一定的成果,然而这些研究主要集中于干旱半干旱分界线的波动情况,虽对中国北方农牧业发展有重要的实际意义和揭示中国干旱半干旱气候变化有重要的理论价值,但是还很不全面,有待进一步深入研究[3]。因此,本文用干燥度指数为干湿指标,结合中国的气候和地理状况,在10年际尺度上详细地研究中国干旱半干旱分界线、半干旱湿润分界线的波动情况。 2 资料与方法年平均降水量和年总蒸发量用的是国家气象局整编的1951~1999年中国北方分省 资料,由于有些站点缺测较多,有些站点迁移变动较大,故缺测较多和变动较大的站点舍弃不用,这样共有295个站,分布于黑龙江、吉林、辽宁、内蒙、河北、河南、山西、山东、陕西、宁夏、甘肃、青海、新疆、西藏14省区 (图1)。在所选的295个站中,有少数站点个别年份资料缺测,故在使用前首先进行了插补订正。由于中国大多数测站是在20世纪50年代建起来的,因此资料年份起点不一,鉴于分析结果的可靠性考虑,20世纪50年代资料凡是少于5年的,均不参加50年代干湿气候波动的分析。就资料年限而言,除西藏地区只有30年外,绝大多数站点为49年,少数站点为44年。在选择干湿指标时,考虑到实际应用情况,用干燥度指数作为干湿气候划分的标准。具体用的标准是17年联合国有关组织 (FAO,ESCO,WMO和UNEP等) 用的干燥指数,公式为: D = r / EPT(2-1) 式中: D为干燥度,r为年降水量,EPT为年总蒸发量, D <0.03为很干旱区;0.03~0.20为干旱区;0.20~0.50为半干旱区[4]。结合中国的实际情况,以及近年来对干湿气候区划分的许多研究成果[5,6],将以上的划分标准作了一些调整 (表1)。以D = 0.50为半干旱湿润分界线,D = 0.20为干旱半干旱分界线。需要说明的是,干旱半干旱分界线与半干旱湿润分界线较其它气候区划图中的界线整体上稍偏南,这主要有以下2点原因:(1) 气候在变化,干旱半干旱气候区也在不断变化,尤其是近几十年来全球气候变暖,中国降水出现了南湿北干现象,在这种情况下,干旱半干旱分界线的位置,甚至半干旱湿润分界线的位置肯定会发生变化。(2) 与本文选用的干湿指标有关。为了与世界接轨,选用了联合国有关组织绘制世界沙漠化图用的干燥指数,这也许在一定程度上会使干旱半干旱气候区范围有所扩大。 3 干湿气候界线与分布图2是中国1951~1999年干湿气候分布图,图上干燥度指数0.20、0.50等值线是50年来的平均位置,也是中国干湿气候的两条重要分界线,0.50等值线以南是湿润区,0.20~0.50之间是半干旱区,即阴影区,0.20等值线以西是干旱区。由图可见,中国湿润区、半干旱区与干旱区自南向西北成带状分布,半干旱区是湿润区向干旱区变化的过渡区。本文半干旱湿润分界线的划分与张庆云[4]利用湿润度指数划分的干湿气候分布基本一致,他以湿润度指数零线为界,将中国划分为湿润气候区与干燥气候区,分界线以北,包含干燥、半干燥和半湿润气候区,以南为湿润气候区。任福民[6]应用K—均值动态聚类做了中国160站1951~1992年的年降水分区,其结果是:从沈阳—大连—青岛—郑州—西安到德钦一线为中国干旱半干旱区与非干旱区的分界线,分界线以北是干旱半干旱区,以南则为非干旱区,该线正好与年降水700 mm等值线位置相同。由以上可知,不论是用降水单一指标,还是用降水蒸发比综合指标,所做出的半干旱湿润分界线均与本文的划分一致,说明本文划分结果是合理可信的。 4 干湿气候界线的10年际波动半干旱区是湿润区向干旱区变化的过渡区,是中国季风的边缘地带,也是气候变化的敏感区,因此本文以此区为重点研究区域,通过对半干旱区50年干湿气候波动的分析来揭示中国北方近50年干湿气候界线的10年际变化情况。由于半干旱区纵跨20多个纬度,由南向北属于不同的气候带,东西横跨30多个经度,距海远近不同,因此为便于详细的研究,根据地理条件,将其划分为东北、华北、西北东部和西南4个区 (图2)。东北区为黑龙江、吉林和辽宁大部、内蒙古自治区东北部;华北区包括河北、山东、山西、内蒙中断南部和河南北部;西北东部包括甘肃和陕西大部、宁夏部分地区和青海东北部;西南区包括西藏东部、青海西南、云南和四川西北部。在计算各区范围时,为简化计算难度,在以墨卡托投影绘制的中国地图上,选取 45oN、115oE、105oE,30oN经纬线分别为东北区、华北区、西北东部区和西南区计算的基准,在此基础上求各区干旱半干旱分界线与半干旱湿润分界线之间的距离,其中东北区和西南区为东西距离,华北区和西北东部为南北距离,以此距离大致的表示各区的范围 (表2)。各区是10年际干湿气候界线波动情况如下(图3): (1) 西南区 西南区20世纪80年代的范围最大,达1080 km,90年代最小为710 km,50~70年代介于中间。干旱半干旱分界线 (0.20等值线) 50年代偏东,60年代以后一直西移,80年代达到了其最西位置,90年代又显著偏东,且总体上达到了其50年来的最东位置。半干旱湿润分界线 (0.50等值线) 50年代偏东;60年代西移;70年代显著东移;80年代又西移;90年代又东移,但幅度不及50和70年代。50年代西南半干旱区范围大主要是由0.50等值线东移所致,表明此区50年代气候干旱;60年代此区范围缩小 (缩小了 160 km),这主要是由0.50等值线显著西移所致,表明60年代该区气候相对较湿;70年代该区范围在60年代的基础上扩大了120 km,引起这种扩大的原因是0.20等值线西移,而0.50等值线显著东移,表明该区70年代气候又干旱,但不及50年代;80年代该区范围达到最大,这种扩大主要是由0.20等值线显著西移所致,表明该区80年代气候相对湿润,且范围向西扩展;90年代该区范围最小 (710 km),这主要是由于0.20等值线显著东移所致,表明西南区90年代气候又较干旱。西南半干旱区50年来干湿气候界线波动幅度为40~370 km,气候的干与湿是波动变化的。50年代相对干旱;60年代相对湿润;70年代又干旱;80年代又较湿润,且范围向西扩展;90年代又较干旱。50年来该区气候的干湿变化具有显著的年代际特征。 (2) 西北东部区 西北东部区20世纪70年代范围最大,达550 km,80年代范围最小为200 km,50、60和90年代介于2者之间。在西北东部的河西地区,干旱半干旱分界线变化显著:50和60年代偏东南,且60年代比50年代偏东南幅度大,70~90年代偏西北,说明河西地区50年代较为湿润,60年代干旱,自70年代以来气候变的相对较湿,且湿润程度大于50年代。在河西地区之外的西北东部其余各地,0.20等值线变化不大。50a来该区半干旱湿润分界线波动显著,50年代偏南;60年代北移;70年代显著南移;80年代又显著北移;90年代又显著南移,但幅度不及70年代。西北东部50年代范围较大,主要是由0.50等值线南移所致,表明该区50年代气候干旱;60年代该区范围缩小,但幅度不是很大,为30 km,表明60年代仍较干旱;70年代该区范围显著扩大,比60年代大270 km,这种扩大主要是由0.50等值线显著南移所致,表明该区70年代气候很干旱;80年代该区范围缩小,比70年代小350 km,这主要是由0.50等值线显著北移所致,表明该区80年代气候相对湿润;90年代该区范围又扩大了110 km,这种扩大主要是由0.50等值线显著南移所致,表明该区气候90年代又较干旱。以上分析表明,西北东部半干旱区50年来波动幅度为30~350 km,经过20世纪50、60和70年代的气候干旱以后,进入80年代气候变的相对湿润,90年代又有变干的迹象。 (3) 华北区 华北区20世纪70年代范围最大为1070 km,90年代最小为670 km,50、60和80年代介于其间。自60年代以来,华北区干旱半干旱分界线一直南移,而半干旱湿润分界线的波动具有明显的地域性:115oE以西的华北地区 (华北区西部) 50和70年代偏南,且70年代偏南幅度大,60、80和90年代偏北,80年代偏北幅度大。115oE以东的华北地区 (华北区东部) 50~60年代偏北,70~80年代偏南,90年代又稍偏北。以上分析表明,华北区气候的干湿变化具有地域性,华北区西部50和70年代干旱,60、80和90年代较为湿润,但这种湿润只是相对于50和70年代的特干旱而言的,80年代的相对湿润使70年代的干旱程度有所减缓,而90年代又出现干旱程度增加的迹象;华北区东部50和60年代较为湿润,70年代以来逐渐变旱,80年代是50a来最旱的十年,90年代干旱程度有所减缓。以上分析表明,华北半干旱区50a来波动幅度为40~400 km,干旱半干旱分界线和半干旱湿润分界线各地变化大。50a来该区气候的干湿变化也具有显著的年代际特征。 (4) 东北区 东北半干旱区近50 a来的干湿变化是复杂的,0.20和0.50等值线的波动有以下5种情况:1) 50年代2界线同时西移,且2者之间距离较大为680 km;2) 60年代2界线同时东移,2者之间范围缩小了190 km;3) 70年代2界线又继续同时东移,湿润区、半干旱区范围缩小,干旱区范围显著扩大;4) 80年代2界线又同时西移,但幅度不及50年代;5) 90年代0.20等值线显著西移,且幅度远大于50年代,0.50等值线各地变化不一 (在45oN线上变化不大)。表明东北区50年代气候湿润;60年代较干旱;70年代最为干旱;80年代气候相对较湿;但湿润程度远不及50年代,90年代该区气候进一步变湿。气候的干湿变化同样具有显著的年代际特征。 5 结 论 (1) 近50a中国干湿气候界线波动显著,区域差异大: 50a波动幅度西南区为40~370 km, 西北东部为30~350 km,华北区为40~400 km,东北区为20~400 km。以80年代为界,在20世纪80年代以前 (包括80年代),西南区气候具有显著变湿趋势;西北东部稍变湿;华北区和东北区具有变干趋势,且华北区变干程度比东北区严重。进入90年代,这种西南西北湿,华北东北干的状况发生了巨大变化,即西南区和西北东部气候有变干迹象,华北区西部气候的干旱程度有所增加,华北区东部气候的干旱程度有所减弱,东北区气候有变湿迹象。半干旱区是湿润区与干旱区之间的过渡区,是中国季风的边缘地带,也是环境变化的敏感区。 (2) 20世纪60~70年代中国北方干湿气候存在一次突变,由较湿润变为干旱,但各地干旱程度不同。 (3) 近50a中国北方干湿气候变化具有显著的年代际特征。西南区、西北东部 (除河西地区) 和华北区西部20世纪50s、70s和90s较干旱, 60s和80s较湿润。华北区东部50~60s较湿润,70s以来一直干旱,80s是近40a最干旱的十年, 90s以来干旱程度有所减缓。东北区50s、80s和90s较湿润,60~70s较干旱。 (4) 50a来干湿气候界线呈现出整体移动和东西、南北相异波动的特征。当干湿气候界线同时向西或者向北移动时,中国北方气候就变的相对湿润;当同时向东或者向南移动时,北方气候就变的相对干旱;当干湿气候界线东西、南北相异移动时,北方气候的干旱程度就介于2者之间。值得注意的是,河西地区由于其独特的地理位置,从20世纪70年代以来气候一直变湿。西南区、西北东部 (不包括河西地区) 和华北区从90年代以来又变干,这使的本来就缺水的西北东部和华北区雪上加霜。西南区是中国许多大河的发源地,该区气候的变干,会严重的影响整个流域的来水量。东北区气候自20世纪90年代以来继续变湿,这也许是对全球气候变暖高纬地区降水增加的响应。

气候分区1-4-1含义

1.热带雨林气候主要分布在赤道附近,如马来群岛、亚马孙平原、刚果盆地和几内亚湾沿岸等地区,其特点为常年高温多雨,气温年较差小,各月平均温在25—28℃之间,年降水量大多在2000毫米以上,全年分配比较均匀。

2.热带草原气候主要分布在热带雨林气候区南北两侧,这里年平均气温高,但气温年较差略大于热带雨林气候,年降水量大多在400—1500毫米之间,有明显的干湿季之分,离赤道越远,干季越长,因而降水量也越少。

3.热带季风气候分布在南亚和中南半岛等地,其特点为全年高温,最冷月平均温也在18℃以上,降水与风向有密切关系,冬季盛行来自大陆的东北风,降水少,夏季盛行来自印度洋的西南风,降水丰沛,年降水量大部分地区为1500—2000毫米,但有些地区远多于此数。

4.热带沙漠气候分布在南北回归线附近的大陆内部或大陆西岸,其特点为年平均温高,年温差较大,日温差更大,降水稀少,年降水量普遍在250毫米以下,许多地区只有数十毫米,甚至数毫米,降水变率很大,常常连续数年不下雨。

5.亚热带季风气候分布在大陆东岸的亚热带地区,这里冬季不冷,1月平均温普遍在0℃以上,夏季较热,7月平均温一般为25℃左右,冬夏风向有明显变化,年降水量一般在1000毫米以上,主要集中在夏季,冬季较少。这类气候以我国东南部最为典型。其它地区,由于冬季也有相当数量的降水,冬夏干湿差别不大,因此被称为亚热带季风性湿润气候。

6.地中海式气候分布在大陆西岸的亚热带地区,以地中海沿岸地区最为典型,故名。这类气候的特点是冬季温和,夏季炎热或暖热,降水主要集中在冬季,夏季干旱,因此又称为亚热带夏干气候。

7.温带海洋性气候分布在大陆西岸的温带地区,其特点为冬季不冷(1月平均温在0℃以上),夏季不热(7月平均温在22℃以下),全年都有降水,年降水量一般在1000毫米左右,在地形有利的地方可达2000毫米以上或更多。

8.温带季风气候分布在我国秦岭、淮河以北的东部地区,朝鲜和日本的北部,以及西伯利亚东部沿海地区,其特点为夏季温暖,冬季较冷,年降水量500—1000毫米,主要集中在夏季,冬夏温差由南向北增大,降水量由南向北减少。

9.温带大陆性气候分布在亚欧大陆和北美大陆内部,由于全年在大陆气团控制下,冬冷夏热,气温年较差大,降水少,年降水量都在500毫米以下,在大陆中部形成干燥或半干燥气候;而大陆北部,则由于纬度偏高,冬季寒冷、漫长,夏季温凉、短促,蒸发不旺,降水虽少,但不干旱,形成特殊的亚寒带针叶林气候。

10.极地气候分布在亚欧大陆和北美大陆的北部边缘地区、格陵兰岛、北冰洋诸岛和南极洲。在大陆边缘地区,冬季长而寒,但夏季最热月平均温可达10℃,苔藓、地衣是这里的典型植物,故又称为苔原气候;格陵兰岛、北冰洋诸岛和南极洲等地的绝大部分地区,终年在冰雪覆盖下,最热月平均温也不超过0℃,因此被称为冰原气候。

11.高山气候可能出现在任何纬度,其特点是气温和降水都有垂直变化,气温随高度的增加而降低,降水在一定高度范围内随高度增加而增加,超过这一高度则随高度的增加而减少

中国区域划分七大地区

它表示气候分区的高温指标。

气候分区为1-4-1的地区,第一个数字1代表高温气候区,第二个数字4代表低温气候区,第三个数字1代表雨量气候区。

该气候地区,高温气候区指标为夏季炎热、冬季温湿;低温气候区指标为夏季温热、冬季寒冷;雨量气候区指标为年降雨量较多

中国有几大地理分区?

中国通常划分为七大地理分区:华东地区、华南地区、华北地区、华中地区、西南地区、西北地区、东北地区。

1、华东地区:包括上海、江苏、浙江、安徽、福建、江西和山东等省份,是中国最发达的经济区域之一。

2、华南地区:包括广东、广西、海南等省份,气候温暖湿润,以农业和轻工业为主。

3、华北地区:包括北京、天津、河北、山西和内蒙古等省份,是中国的政治和文化中心。

4、华中地区:包括湖北、湖南、河南等省份,地处中国中部,交通便利,经济发展迅速。

5、西南地区:包括四川、云南、贵州等省份,地势崎岖,丰富,以旅游业和矿产开发为主。

6、西北地区:包括陕西、甘肃、青海等省份,地处中国西北部,气候干燥,以畜牧业和能源开发为主。

7、东北地区:包括辽宁、吉林和黑龙江等省份,地处中国东北部,寒冷严寒,以重工业和林业开发为主。

中国区域划分七大地区的依据

中国区域划分七大地区的依据主要是地理位置、自然条件、经济发展水平和历史文化传统等因素。

首先,地理位置是划分地区的重要依据之一。中国的地理环境复杂多样,不同地区的气候、地形、水文等自然条件差异较大,因此需要根据地理位置进行划分。

其次,自然条件也是划分地区的重要考虑因素。例如,西南地区地势崎岖,气候湿润,适合发展旅游业和矿产开发;而东北地区气候寒冷严寒,适合发展重工业和林业开发。

此外,经济发展水平也是划分地区的一个关键因素。中国的经济发展不平衡,不同地区的经济结构和发展水平存在较大差异。因此,在划分地区时需要考虑各地区的经济发展水平和特点。

最后,历史文化传统也是划分地区的一个重要依据。中国历史悠久,各地区的文化传统和历史背景也有所不同。因此,在划分地区时需要考虑各地区的历史文化传统和背景。

以上内容参考:百度百科-华东地区

中国四大地理分区是什么?

1、华东地区(包括山东、江苏、安徽、浙江、福建、上海);

2、华南地区(包括广东、广西、海南);

3、华中地区(包括湖北、湖南、河南、江西);

4、华北地区(包括北京、天津、河北、山西、内蒙古);

5、西北地区(包括宁夏、新疆、青海、陕西、甘肃);

6、西南地区(包括四川、云南、贵州、西藏、重庆);

7、东北地区(包括辽宁、吉林、黑龙江);

8、台港澳地区(包括台湾、香港、澳门)。

:我国现在的七大地理分区是按地理区位和气候条件划分的。七大自然地理分区的基本依据:一是中国自然地理区划方面众多权威专家多年的科研成果,二是全国高校地理专业师生普遍使用的《中国自然地理》教材,三是根据长期以来中学地理教材《中国地理》编写中形成的共识。

中国地下水的水化学特征

中国四大地理区域即北方地区、南方地区、西北地区和青藏地区。

其中,秦岭、淮河一线是北方地区和南方地区的分界线。大兴安岭-阴山-贺兰山为北方地区和西北地区的分界线。我国青藏地区和西北地区,北方地区,南方地区的分界线,大致以第一级阶梯和第二级阶梯的分界线。

我国的北方地区和南方地区,在地形、气候、河流流量和植被类型等方面均有明显差异;受自然环境的影响,北方地区和南方地区的人们,在生产方式、生活习惯、文化传统等方面也有很大差异。

影响因素:界线A,(大兴安岭-阴山-贺兰山)主导因素是季风与非季风的分界线和400mm年等降水量线;界线B,(秦岭—淮河):大致与1月份0℃等温线、800mm年等降水量线重合;主导因素是气候(气温、降水)。

四大地理区域

根据各地的地理位置、自然和人文地理特点的不同,可以把我国划分为四大地理区域,即北方地区、南方地区、西北地区和青藏地区。其中秦岭、淮河一线是北方地区和南方地区的分界线。大兴安岭-阴山-贺兰山为北方地区和西北地区的分界线。

我国青藏地区和西北地区,北方地区,南方地区的分界线,大致以第一级阶梯和第二级阶梯的分界线。北方地区和南方地区,在地形、气候、河流流量和植被类型等方面均有明显差异。受自然环境的影响,北方地区和南方地区的人们,在生产方式、生活习惯、文化传统等方面也有很大差异。

朱琰

(浙江大学地球科学系,杭州玉泉,310012,中国)

中国位于世界上最大的陆地欧亚大陆的东部,陆地面积约960×104km2。东临世界上最大的海洋太平洋。从东往西,地势从滨海平原到丘陵高地,一直到世界屋脊青藏高原。由于不同的地区具有不同的气候、地形地貌和地质特征,因此,整个国家具有较为复杂的区域水文地质结构和水文地质特征。

1 气候条件

1.1 概述

中国的气候受较强的季风影响,冬季西北风、夏季东南风为主。受季风的周期变化和地形的影响,总体上中国大部分地区四季分明。冬季,来自高纬度地区的北风寒冷干燥;夏季,来自低纬度海域的南风温暖湿润。由于地域广泛,跨越35°的纬度,地形复杂,中国的地区气候差异显著。季风造成各地降雨和气温的明显变化,可分为热带、温带和寒带,并且形成热带雨林、沙漠、寒潮、飓风和春雨等。

夏季3个月的降雨占全年降雨的60%以上。降雨量由东南沿海(1000~2000mm,最大8408mm台湾)逐渐向西北的100~200mm递减。新疆东部,欧亚大陆的中心,同时也是中国干旱地区的中心,年降雨量小于50mm。最小值在吐鲁番盆地的托克逊,仅3.9mm。

1.2 气候分区

以长江为界,中国南方为亚热带气候,终年多雨,夏季湿热漫长,冬季短暂。总体上,中国可以分为东北、华中、华南、西南、西藏、西部内陆和内蒙古7个气候分区。其特征如表1。

表1 中国大陆气候分区与特征

中国的大部分地区处于四季分明的温带,东南和华中地区温暖湿润,北方和东北地区相对干旱。许多地区夏季炎热多雨、湿度大,冬季干燥。在北方80%以上的降雨集中在夏季,而南方夏季降雨量只占年降雨量的40%。东南沿海7月至9月的雨季台风频繁。

2 水文地质特征

2.1 水文地质分区及其水文地质特征

地理上,中国可分为6个水文地质分区Ⅰ—东部大平原:Ⅰ1—松辽平原,Ⅰ2—黄淮海平原;Ⅱ—北部高原区:Ⅱ1—内蒙古高原,Ⅱ2—黄土高原;Ⅲ—西部内陆盆地:Ⅲ1—河西走廊、Ⅲ2—准格尔盆地、Ⅲ3—塔里木盆地,Ⅲ4—柴达木盆地;Ⅳ—东南和中南丘陵;V—西南岩溶丘陵;Ⅵ—青藏高原:Ⅵ1—冻土高原,Ⅵ2—高原山地。中部顺纬度方向分布的秦岭山脉可作为划分南北的天然界线,各地区截然不同的地理和地质条件形成各自的水文地质特征。

(1)北方地区:在北方,由东往西,分别为:

东部大平原,主要包括松辽平原、黄淮海平原等,广泛分布的大平原,包括辽阔的山麓平原,巨厚的第四纪砂砾石形成很好、很厚的含水层。平原主要是中生代或新生代的沉降盆地,分布巨厚的松散沉积物,为丰富的地下水提供了有利的储存条件。地下水主要接受降雨的垂直入渗补给。年降雨量小于800mm,并且由东往西递减。

往西气候变化为典型的内陆干旱区,但山麓平原由于受山区河流的入渗补给,因此含有大量的地下水。在贺兰山以东的半干旱的地区,年降雨量为200~500mm,在贺兰山以西的极端干旱的戈壁地区,年降雨量减少为小于100mm。

内蒙古高原和黄土高原,是东部半湿润地区与西部干旱地区的过渡带。由于地质条件的限制,地下水缺乏,仅在一些断陷盆地,如关中平原、河套平原和银川平原分布丰富的地下水。

西部内陆盆地,主要由河西走廊、准格尔盆地、塔里木盆地和柴达木盆地组成,典型的干旱沙漠,地下水分布在广阔的山麓平原。

北方地下水的水化学特征较南方复杂得多。

(2)南方地区:在南方,基岩裸露,山地丘陵广泛分布,穿插小型的盆地,因此以地下水裂隙水为主。由东往西分别为:

东南和华中、华南丘陵,各类基岩广泛出露,以基岩裂隙水为主。

西南岩溶丘陵,碳酸盐岩广泛分布,岩溶水和地下暗河发育良好。碳酸盐岩主要为古生代和部分三叠纪的石灰岩,层厚,岩溶裂隙充分发育,降雨量的30%~70%渗入地下,集中在岩溶管道中,形成主要受构造条件控制的地下河系统。

青藏高原,平均海拔4000m。含水层主要为永冻层或具冰川成因,地下水完全受垂直分带控制。

中国南方年降雨量为1000~3000mm,河流湖泊密布,但部分中生代红层盆地和滨海平原严重缺水。在长江三角洲平原、江汉平原和成都平原等地的第四纪含水层中发现厚度大、地下水丰富的区域。

中国南方中生代和新生代的红层盆地广泛分布、丘陵起伏。普遍含钙质砂岩和钙质结核,形成承压含水层,常被作为小型企业的供水水源。

2.2 地下水的开发

随着城市人口的增长和工业的迅速发展,地下水在中国的工业和市政供水中的重要性日益增加。根据国土部的统计,中国有1243个地下水开水源地,以开量大小和地下水类型统计,见表2。

表2 中国地下水水源地类型统计

许多地区依赖于地下水。约有400个城市以地下水为供水水源,其中约60个城市以地下水供水为主,如石家庄、呼和浩特、沈阳、济南、海口、西安、西宁、银川、乌鲁木齐和拉萨等。在许多城市,如北京、天津、大连、哈尔滨、南京、杭州、南昌、青岛、郑州、武汉、广州、成都、贵阳、兰州、长春、上海等,地下水与地表水一起作为供水水源。因此,地下水的水化学特征和水质变化对于社会生产和人民身体健康非常重要。

3 地下水的化学性质

3.1 地下水水质分类

受赋存条件及形成机理控制,以及近代人类活动影响,地下水具有不同的水化学特征。

传统上,地下水水质的总体好坏是根据总溶解固体(TDS,原用矿化度)来判断,有淡水(<1g/L),微咸水(1~3g/L),咸水(3~10g/L)和卤水(>10g/L)之分。

一般来说,从山区到内陆盆地,地下水水质具有明显的水平分带性,上游山区至戈壁砾石带水质好,一般为淡水,矿化度小于1g/L,以潜水为主;下游细土平原带具多层结构,为潜水、潜水-承压水,水质一般也较好,矿化度一般小于1g/L,局部大于1g/L;而再向下游,水质越来越差,一般为微咸水、咸水甚至为卤水。滨海平原,由于浅部含水层卤水广泛分布,造成供水困难。淡水分布于深层承压含水层中,被大量开用于工农业和人民生活。在一些滨海平原和沿海城市,存在分隔的多层含水层,上部卤水含水层,深部淡水含水层。

从来源上看,地下水成分来源于大气圈、土壤和水-岩作用(风化),以及人类活动的污染,比如矿、地面清洗、农业、酸雨、生活和工业废水。

地下水缓慢的地下运移,使得化学组分的赋存时间远长于地表水。由于各地地表水水质的差异,很难用统一的单项指标来衡量地下水的水质及其变化。

一般地,可用一系列指标作为地下水水质评价参数(其中斜体字为基本参数,作为第一序列来考虑):

(1)盐度:Cl,SEC(specific electrical conductance),SO4,Br,TDS(total dissolved solids),Mg/Ca,delta18O,delta2H,F。

(2)酸度和氧化还原状况:pH,HCO3,Eh,DO,Fe,As。

(3)放射性:3H,36Cl,222Rn。

(4)农业污染:NO3,SO4,DOC(dissolved organic carbon),K/Na,P,杀虫剂、除草剂。

(5)矿业污染:SO4,pH,Fe,As,一些金属,F,Sr。

(6)城市污染:Cl,HCO3,DOC,B,石油,有机溶剂。

3.2 地下水水化学的区域性特征

受气候、地貌、水文等诸多因素的影响,我国浅层地下水的水质由东南向北及西北逐渐变化。

自昆仑山-秦岭-淮河一线以南的湿润地带,大多数地区的地下水矿化度小于1.0g/L(滨海平原除外),而其中大部分地区是0.2~0.5g/L。水化学类型为重碳酸盐型。

此线以北的干旱、半干旱地区的地下水矿化度较复杂。

东部平原的浅层地下水主要表现盐化特征,由山前平原的淡水(矿化度小于1.0g/L),向滨海平原渐变为微咸水乃至咸水。东部的松辽平原中部、下辽河平原和黄淮海平原普遍大于1.0g/L,黄河古三角洲及江苏省滨海平原地下水矿化度由1.0g/L渐增至10.0g/L以上。

从内蒙古至西北干旱区,地下水矿化度普遍高于1.0g/L,由内陆盆地边缘向中部出现规律递变,即由溶滤作用的低矿化重碳酸盐型淡水,过渡为溶滤盐化作用成因的成分复杂的硫酸盐型咸水带,呈现水平分带的特点。在年降水量仅10~50mm的荒漠化地区,地下水矿化度高达5~30g/L,局部有盐沼出现。水化学类型的演变从山区向平原为重碳酸盐型→硫酸盐型→氯化物型逐渐过渡。

青藏高原的多年冻土区冻结层上的水,由于大气降水和冰雪融水补给,水质良好,多为重碳酸盐型,矿化度一般小于1.0g/L。冻结层之下的水,一般除第三纪砂岩外,水质良好。第四纪湖相沉积物中水的矿化度较高,多为咸水湖。

3.3 环境水文地球化学异常及其成因

在中国的地下水化学组分的区域性变化规律中,局部地区受自然环境、地质构造、岩性关系影响,形成某些成分的特殊分布,不利于人体健康,成为所谓的原生水文地质问题。

3.3.1 元素过剩

许多地区地下水中铁和氟离子含量过高。

北方由于土地盐碱化(大于17%的北方平原)卤水广泛分布。20世纪50年代,部分地区由于用黄河水大量灌溉,造成32万亩土地的次生盐碱化。目前,在使用黄河水漫灌的河套平原和银川平原,严重的土壤次生盐碱化依然存在。

青藏高原是富硼地区,岩石、土壤、温泉、盐湖的硼含量都十分高。

内蒙古巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠、新疆的准噶尔盆地、塔里木盆地和藏北高原出现富砷(0.1~25mg/L)的潜水、湖水和矿泉水。

东北、华北、西北的油田地区,民用深井常富碘(0.300~1.920mg/L)。

元素过剩的成因可分为3类:

(1)蒸发浓缩型:东北西部平原、华北滨海平原、内蒙古高原、准噶尔盆地、塔里木盆地、柴达木盆地、藏北高原、关中盆地等地区,气候干燥,蒸发浓缩作用强烈,可溶性盐类在相对低洼的地区富集,造成土壤盐碱化,潜水矿化度增高,常出现咸水、苦水和肥水,水中一些与生命有关的元素,如Na、Mg、Ca、S( )、Cl、N( 和 )、I、F、Se、As、B等含量过剩。在我国干旱、半干旱地区,已发现的地方病有氟中毒、慢性砷中毒、慢性亚硝酸盐中毒、高碘性地方病甲状腺肿、硼肠炎、地方性腹泻(水中硫酸盐过剩所致)、天然性放射性疾病等。

(2)矿床和矿化地层型:由于地下水经过近地表的矿床和矿化地层风化壳后形成元素的富集或过剩。许多金属矿床,常常流行砷、汞、铜、氟、硫酸盐和放射性元素中毒地方病。或者某些矿泉毒性元素含量较高,污染了矿泉流经的地区。

(3)生物积累型:水土中有些元素(Hg、Se、T1)通过生物富集,可以引起中毒性地方病。

3.3.2 元素缺乏

元素缺乏的成因也可分为3类:

(1)湿润山地型:降水丰沛的山区,特别是基岩裸露的山区,十分有利于水迁移能力强的元素淋溶流失,因此,山区常缺碘,如大小兴安岭、长白山、燕山、太行山、祁连山、天山、阿尔泰山、昆仑山、喜马拉雅山、横断山、秦岭、云贵高原、大巴山、大别山、武夷山、南岭等山脉,皆是较严重缺碘的地区。在西北干旱地区和东南湿润地区之间过渡地带的山岳丘陵,形成一条东北-西南走向的低硒地带,在低硒带内,流行与硒缺乏有关的动物白肌病,人类克山病和大骨节病。

(2)沼泽泥炭型:沼泽泥炭发育地区,由于水土还原性,动植物残体的氧化分解作用弱,一些生命元素(I、Cu、Co、B、Se等)的迁移能力下降,有效态含量低,从而形成元素缺乏。

(3)沙土型:由于沙土有机含量低,水分和养分的保持能力差,所以一些生命元素(I、F、Zn、Mo、B、Cu、Se)容易流失。主要分布在沙漠边缘地区和山前冲洪积扇上部。

由于上述各种原因造成地下水中化学成分的过剩或缺乏,对饮用者的健康不利,因此需要我们调查和解决。

3.4 地下水开造成的水质变化

在含水层开使用过程中,由于水动力条件和天然化学平衡被破坏,地下水的成分会发生一定的变化,比如F,As的增加,对人体健康不利。潜水的水质变化也可以由滑坡、火灾和其他改变(增加或减少)地面渗透、岩石出露、土壤表层条件,影响地表水入渗的地表作用造成。在我国的具体表现有:

(1)地下水硬度持续升高。如北京地下水硬度由50年代的10~16(德国度),目前大于30(德国度),甚至局部40(德国度)。

(2)滨海地区海水入侵,Cl离子含量增加,水质恶化。

(3)上下含水层贯通,水质好的含水层受到污染。

3.5 地下水污染现状(2000年)及变化趋势(1996~2000年)

根据全国130个城市和地区2000年的地下水水质统计分析,全国地下水总体质量较好,但多数城市地下水仍受到一定程度的污染。

(1)东北地区主要为地下水总硬度、矿化度、硝酸盐、亚硝酸盐、铁和锰超标;其次为硫酸盐和氯化物。自1996年至2000年,东北地区地下水水质总体上保持稳定或略有好转;在局部地段上有污染加重的趋势。其原因为城区内工业和人口较集中,工业及生活污染物排放量大,且排放形式不合理,在市区周围地区化肥农药的使用量过大,也直接或间接地造成地下水水质污染。黑龙江省受原生地质环境影响,地下水中铁和锰含量普遍偏高。

(2)华北地区地下水水质总体较差,长期超量开地下水改变了华北地区地下水水动力条件,打破了原有的水盐平衡;人类活动的加剧使地下水中的有害物质增多,造成了地下水总矿化度升高、浅层地下水污染、沿海地区海水入侵、氟碘离子升高等问题。因此,华北地区主要为总硬度、矿化度超标严重,特别是河北省的沧州市和廊坊市;其次为硫酸盐、硝酸盐、氯化物和氟化物;少数城市(如许昌市)细菌总数和大肠菌群亦超标明显。1996年至2000年,内蒙古、北京和河北地下水水质基本稳定,超标组分和含量变化不大,山西省地下水水质波动变化明显,天津市地下水水质污染有加重的趋势。

(3)西北地区因人口密度及工农业发展水平的不同,主要城市和地区的地下水水质状况差异也较大。地下水受污染的城市主要有兰州、太原、西安、晋城、运城、铜川、呼和浩特、包头、银川,以浅层地下水污染严重。主要为总硬度、矿化度、硝酸盐和硫酸盐超标,其次为氯化物、氟化物、亚硝酸盐和氨氮,个别城市(西安市和汉中市)六价铬污染。新疆和宁夏主要城市的地下水水质较为稳定;而陕西省主要城市的地下水受工业和生活污染,水质恶化速率最快。兰州市三滩地区地下水酚检出率为74.5%,超标率为34.7%,氰检出率为76.13%。太原市农业污水灌溉面积2.89×104km2,其余工业、生活污水也大都排入汾河,使地下水污染严重。太原盆地浅层水轻污染区682km2,主要指标酚含量0.00167mg/L,重污染区150km2,砷、氰含量分别为0.0265mg/L和0.0169mg/L。

(4)华东地区主要为亚硝酸盐、氨氮、铁和锰超标,部分城市地下水呈酸性,pH值超标严重。由于原生地质环境的影响,地下水中铁、锰含量普遍较高,沿污染河段及城郊地区地下水“三氮”含量普遍较高。1996年至2000年,华东地区除山东省外地下水水质较为稳定。

(5)中南地区主要为亚硝酸盐、硝酸盐、氨氮、铁和锰;其次为总硬度、氟化物和pH值。铁和锰主要为原生环境引起的超标。近几年,河南省的三门峡、鹤壁等市因工业“三废”和生活垃圾不合理排放,致使地下水水质持续恶化。

(6)西南地区主要为总硬度、矿化度、亚硝酸盐、氨氮、铁和锰超标,其次为氟化物、硫酸盐、有机酚、耗氧量和pH值,污染元素主要呈点状分布,超标率较低。

(7)华南地区主要城市地下水污染元素主要有亚硝酸盐、氨氮、铁和锰,总硬度和硝酸盐。另外,部分城市地下水呈酸性,pH值超标严重。

综上所述,我国地下水污染有如下特点:

(1)从污染程度上看,北方城市污染普遍较南方城市重,污染元素多且超标率高。

(2)从超标成分看,“三氮”污染在全国均较突出,矿化度和总硬度超标主要分布在东北、华北、西北和西南地区,铁和锰超标主要分布在南方地区。

(3)从变化趋势看,我国大多数城市地下水水质趋于稳定或略有减轻,部分城市和地区污染加重,应引起重视。

参考文献

[1]国土部地质环境监测中心年报,1996~2000.

[2]戎秋涛,翁焕新.环境地球化学.地质出版社,1998.

[3]Chen Mengxiong,Cai Zhuhuang.Groundwater resources and the related environ-hydrogeologic problems in China.Seismological Press,Beijing,2000.