降雨条件下南方离子型稀土矿区稀土迁移模拟与阻控
发布时间：2020-12-04 07:11
离子型稀土是我国南方独有的一类宝贵中重稀土资源。近年来,由于离子型稀土矿区被不断大肆开采,矿区植被种类减少,土壤结构遭受严重破坏,土壤抗侵蚀能力急剧减弱,加之汛期常发生强降雨并产生地表径流,导致矿区水土流失尤为严重。随之而来的是,大量的稀土尾矿物质通过径流冲刷和壤中流淋滤等途径迁移至下游土壤等环境,致使土壤微生物活性、生化过程及有效性发生衰退,并对下游河流水网及地下水系统造成严重污染。本研究以福建省长汀县的黄泥坑（HNK）与水土保持科教园为研究区,通过野外人工降雨和室内土柱淋溶实验模拟稀土元素的横向迁移和纵向迁移,并分析不同水土保持措施下坡面径流和泥沙中的稀土元素含量,从而揭示降雨条件下南方离子型稀土矿区稀土迁移的内在机制及不同水保措施对稀土迁移的阻控效应。主要研究成果如下:（1）人工降雨条件下,坡面的总产流量和总产沙量分别为2971.3×10-3L、14.87×10-3 kg,随着降雨历时的延长,产流率、产沙率以及径流和泥沙中的稀土含量、稀土迁移量均呈先增加后减少,再趋于稳定的变化趋势。（2）人工降雨的各时段内,径流和泥沙中的稀土含量分别在5.57～20.33 μg·L-1和116....
【文章来源】：福建师范大学福建省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１研究区地理位置图??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｔｈｅ?ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｔｕｄｙ?ｒｅｇｉｏｎ??（２）地形与地貌??
?降雨历时（ｍｉｎ）??图３－７各降雨时段内径流的稀土横向迁移量?图３－８各降雨时段内径流的累计稀土横向迁移量??Ｆｉｇ．?３－７?ＲＥＥ?ｌａｉｅｒａｌ?ｍｉｇｒａｔｉｏｎｓ?ｉｎ?ｒｕｎｏｆｆ?ｄｕｒｉｎｇ?ｅａｃｈ?ｒａｉｎｆａｌｌ?ｐｅｒｉｏｄｓ?Ｆｉｇ．?３－８?Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ?ＲＥＥ?ｌａｔｅｒａｌ?ｍｉｇｒａｔｉｏｎｓ?ｉｎ?ｒｕｎｏｆｆ?ｄｕｒｉｎｇ?ｅａｃｈ?ｒａｉｎｆａｌｌ?ｐｅｒｉｏｄｓ??３．４．２泥沙中稀土横向迁移量的基本特征??由下图可知，在整个降雨过程中，泥沙的稀土横向迁移总量为３３９３．７９ｘｌ０＿３ｍｇ，??轻、重稀土横向迁移量分别为２８５０．０２ｘｌ〇－３?ｍｇ、５４３．７７ｘｌ〇－３?ｍｇ。各时段内泥沙的轻、??重稀土横向迁移量分别在５６．６２Ｘ１０－３？３５５ｘｌ〇－３?ｍｇ、ｌ〇．５８ｘｌ〇－３？７１．５３ｘｌ〇－３?ｍｇ范围内??－２１?－??
?降梅历时（ｍｉｎ）??图３－９各降雨时段内泥沙的稀土横向迁移量?图３－１０各降雨时段内泥沙的累计稀土横向迁移量??Ｆｉｇ．?３－９?ＲＥＥ?ｌａｔｅｒａｌ?ｍｉｇｒａｔｉｏｎｓ?ｉｎ?ｓｅｄｉｍｅｎｔ?ｄｕｒｉｎｇ?ｅａｃｈ?ｒａｉｎｆａｌｌ?ｐｅｒｉｏｄｓ?Ｆｉｇ．?３－１０?Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ?ＲＥＥ?ｌａｔｅｒａｌ?ｍｉｇｒａｔｉｏｎｓ?ｉｎ?ｓｅｄｉｍｅｎｔ?ｄｕｒｉｎｇ?ｅａｃｈ?ｒａｉｎｆａｌｌ?ｐｅｒｉｏｄｓ??３．５讨论??３．５．１坡地土壤径流和泥沙迁移特征对降雨过程的响应??野外降雨模拟试验表明，坡面产流过程可分为如下几个阶段：一是初始入渗阶??段。从开始降雨到坡面发生初始产流，此阶段的降雨强度小于土壤入渗强度，土壤??含水率大，产流率为零，坡面尚未发生产流［６２］。二是初始产流阶段。从初始产流开??始到产流率达到最大值，此阶段的土壤入渗强度不断减少，产流率不断增大。这主??要是因为降雨初期雨滴击打地表产生了大量松散细小的土壤颗粒物，坡面水流在向??下运动的过程中携带着这些细小颗粒物填充了土壤空隙，阻碍了水分的进一步入渗，??表层土壤的入渗能力逐渐减弱，产流率逐渐增大［６３］；其次，也由于红壤本身的透水??性较差
【参考文献】：
期刊论文
[1]Using Geochemistry of Rare Earth Elements to Indicate Sediment Provenance of Sand Ridges in Southwestern Yellow Sea[J]. LI Lei,SU Jinbao,RAO Wenbo,WANG Yigang. Chinese Geographical Science. 2017(01)
[2]不同治理年限的离子型稀土矿区土壤生态化学计量特征[J]. 陈海滨,陈志彪,陈志强,马秀丽. 生态学报. 2017(01)
[3]模拟降雨条件下坡度与地表糙度对径流产沙的影响[J]. 王添,任宗萍,李鹏,张辉,苏远逸,支再兴,马田田,孙倩. 水土保持学报. 2016(06)
[4]不同土壤坡面产流产沙特征对比分析[J]. 魏小燕,毕华兴,霍云梅. 水土保持学报. 2016(04)
[5]闽西南崩岗土壤理化性质及可蚀性分异特征[J]. 区晓琳,陈志彪,陈志强,姜超,赵纪涛,任天婧. 中国水土保持科学. 2016(03)
[6]模拟降雨入渗对岷江流域红壤坡面产流产沙的影响[J]. 胡尧,侯雨乐,李懿. 水土保持学报. 2016(02)
[7]骨炭、磷矿粉和生物调理剂对赣南稀土矿区土壤稀土元素淋溶的影响[J]. 金姝兰,黄益宗,胡莹,潘华华,凌云,王斐,李季. 环境科学学报. 2016(10)
[8]不同植被措施下红壤坡面径流变化特征[J]. 梁娟珠. 水土保持通报. 2015(06)
[9]闽西南崩岗土壤重金属含量、分布、来源及生态风险[J]. 姜超,陈志彪,陈志强,赵纪涛. 中国生态农业学报. 2016(03)
[10]模拟降雨条件下含砾石红壤工程堆积体产流产沙过程[J]. 史倩华,王文龙,郭明明,白芸,邓利强,李建明,李垚林. 应用生态学报. 2015(09)
博士论文
[1]基于遥感与GIS的中国水土流失定量评价[D]. 陈学兄.西北农林科技大学 2013
[2]赣南稀土矿区土壤环境特征及稀土金属地球化学行为研究[D]. 温小军.云南大学 2012
[3]持续淋溶条件下有机酸对土壤磷素释放的影响及机理研究[D]. 冯晨.沈阳农业大学 2012
[4]安徽铜陵矿区重金属元素释放迁移地球化学特征及其环境效应研究[D]. 张鑫.合肥工业大学 2005
[5]蕨类植物铁芒萁（Dicranopteris dichotoma）体内稀土元素的分布及其光合特性的研究[D]. 王立丰.中国科学院研究生院（植物研究所） 2005
[6]花岗岩侵蚀山地生态重建及其生态环境效应[D]. 陈志彪.福建师范大学 2005
硕士论文
[1]基于遥感的长汀县生态环境治理效益灰色系统评价[D]. 左丽华.福建师范大学 2015
[2]南方稀土矿治理区植物群落特征及其土壤效应[D]. 马秀丽.福建师范大学 2015
[3]南方红壤区马尾松林下土壤侵蚀规律及调控措施研究[D]. 李桂静.中国林业科学研究院 2015
[4]废弃稀土矿区尾砂土壤改良及其植物修复试验研究[D]. 张艳.江西理工大学 2014
[5]赣南稀土矿区农田土壤稀土元素分布特征[D]. 张菊花.江西理工大学 2013
[6]海南岛北部潮间带沉积物稀土元素富集规律及其生态效应研究[D]. 韩卓汝.海南师范大学 2013
[7]黄土层中氮素运移试验研究及数学模拟分析[D]. 陈晓歌.西北农林科技大学 2008
[8]人工模拟降雨装置的试验测试与特性研究[D]. 丁健.北京交通大学 2007
[9]长汀县水土流失遥感监测及其生态安全评价[D]. 江洪.福州大学 2005
[10]稀土元素在土壤中环境化学行为及生物效应的数学模型研究[D]. 丁友超.南京工业大学 2003
本文编号：2897203
【文章来源】：福建师范大学福建省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１研究区地理位置图??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｔｈｅ?ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｔｕｄｙ?ｒｅｇｉｏｎ??（２）地形与地貌??
?降雨历时（ｍｉｎ）??图３－７各降雨时段内径流的稀土横向迁移量?图３－８各降雨时段内径流的累计稀土横向迁移量??Ｆｉｇ．?３－７?ＲＥＥ?ｌａｉｅｒａｌ?ｍｉｇｒａｔｉｏｎｓ?ｉｎ?ｒｕｎｏｆｆ?ｄｕｒｉｎｇ?ｅａｃｈ?ｒａｉｎｆａｌｌ?ｐｅｒｉｏｄｓ?Ｆｉｇ．?３－８?Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ?ＲＥＥ?ｌａｔｅｒａｌ?ｍｉｇｒａｔｉｏｎｓ?ｉｎ?ｒｕｎｏｆｆ?ｄｕｒｉｎｇ?ｅａｃｈ?ｒａｉｎｆａｌｌ?ｐｅｒｉｏｄｓ??３．４．２泥沙中稀土横向迁移量的基本特征??由下图可知，在整个降雨过程中，泥沙的稀土横向迁移总量为３３９３．７９ｘｌ０＿３ｍｇ，??轻、重稀土横向迁移量分别为２８５０．０２ｘｌ〇－３?ｍｇ、５４３．７７ｘｌ〇－３?ｍｇ。各时段内泥沙的轻、??重稀土横向迁移量分别在５６．６２Ｘ１０－３？３５５ｘｌ〇－３?ｍｇ、ｌ〇．５８ｘｌ〇－３？７１．５３ｘｌ〇－３?ｍｇ范围内??－２１?－??
?降梅历时（ｍｉｎ）??图３－９各降雨时段内泥沙的稀土横向迁移量?图３－１０各降雨时段内泥沙的累计稀土横向迁移量??Ｆｉｇ．?３－９?ＲＥＥ?ｌａｔｅｒａｌ?ｍｉｇｒａｔｉｏｎｓ?ｉｎ?ｓｅｄｉｍｅｎｔ?ｄｕｒｉｎｇ?ｅａｃｈ?ｒａｉｎｆａｌｌ?ｐｅｒｉｏｄｓ?Ｆｉｇ．?３－１０?Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ?ＲＥＥ?ｌａｔｅｒａｌ?ｍｉｇｒａｔｉｏｎｓ?ｉｎ?ｓｅｄｉｍｅｎｔ?ｄｕｒｉｎｇ?ｅａｃｈ?ｒａｉｎｆａｌｌ?ｐｅｒｉｏｄｓ??３．５讨论??３．５．１坡地土壤径流和泥沙迁移特征对降雨过程的响应??野外降雨模拟试验表明，坡面产流过程可分为如下几个阶段：一是初始入渗阶??段。从开始降雨到坡面发生初始产流，此阶段的降雨强度小于土壤入渗强度，土壤??含水率大，产流率为零，坡面尚未发生产流［６２］。二是初始产流阶段。从初始产流开??始到产流率达到最大值，此阶段的土壤入渗强度不断减少，产流率不断增大。这主??要是因为降雨初期雨滴击打地表产生了大量松散细小的土壤颗粒物，坡面水流在向??下运动的过程中携带着这些细小颗粒物填充了土壤空隙，阻碍了水分的进一步入渗，??表层土壤的入渗能力逐渐减弱，产流率逐渐增大［６３］；其次，也由于红壤本身的透水??性较差
【参考文献】：
期刊论文
[1]Using Geochemistry of Rare Earth Elements to Indicate Sediment Provenance of Sand Ridges in Southwestern Yellow Sea[J]. LI Lei,SU Jinbao,RAO Wenbo,WANG Yigang. Chinese Geographical Science. 2017(01)
[2]不同治理年限的离子型稀土矿区土壤生态化学计量特征[J]. 陈海滨,陈志彪,陈志强,马秀丽. 生态学报. 2017(01)
[3]模拟降雨条件下坡度与地表糙度对径流产沙的影响[J]. 王添,任宗萍,李鹏,张辉,苏远逸,支再兴,马田田,孙倩. 水土保持学报. 2016(06)
[4]不同土壤坡面产流产沙特征对比分析[J]. 魏小燕,毕华兴,霍云梅. 水土保持学报. 2016(04)
[5]闽西南崩岗土壤理化性质及可蚀性分异特征[J]. 区晓琳,陈志彪,陈志强,姜超,赵纪涛,任天婧. 中国水土保持科学. 2016(03)
[6]模拟降雨入渗对岷江流域红壤坡面产流产沙的影响[J]. 胡尧,侯雨乐,李懿. 水土保持学报. 2016(02)
[7]骨炭、磷矿粉和生物调理剂对赣南稀土矿区土壤稀土元素淋溶的影响[J]. 金姝兰,黄益宗,胡莹,潘华华,凌云,王斐,李季. 环境科学学报. 2016(10)
[8]不同植被措施下红壤坡面径流变化特征[J]. 梁娟珠. 水土保持通报. 2015(06)
[9]闽西南崩岗土壤重金属含量、分布、来源及生态风险[J]. 姜超,陈志彪,陈志强,赵纪涛. 中国生态农业学报. 2016(03)
[10]模拟降雨条件下含砾石红壤工程堆积体产流产沙过程[J]. 史倩华,王文龙,郭明明,白芸,邓利强,李建明,李垚林. 应用生态学报. 2015(09)
博士论文
[1]基于遥感与GIS的中国水土流失定量评价[D]. 陈学兄.西北农林科技大学 2013
[2]赣南稀土矿区土壤环境特征及稀土金属地球化学行为研究[D]. 温小军.云南大学 2012
[3]持续淋溶条件下有机酸对土壤磷素释放的影响及机理研究[D]. 冯晨.沈阳农业大学 2012
[4]安徽铜陵矿区重金属元素释放迁移地球化学特征及其环境效应研究[D]. 张鑫.合肥工业大学 2005
[5]蕨类植物铁芒萁（Dicranopteris dichotoma）体内稀土元素的分布及其光合特性的研究[D]. 王立丰.中国科学院研究生院（植物研究所） 2005
[6]花岗岩侵蚀山地生态重建及其生态环境效应[D]. 陈志彪.福建师范大学 2005
硕士论文
[1]基于遥感的长汀县生态环境治理效益灰色系统评价[D]. 左丽华.福建师范大学 2015
[2]南方稀土矿治理区植物群落特征及其土壤效应[D]. 马秀丽.福建师范大学 2015
[3]南方红壤区马尾松林下土壤侵蚀规律及调控措施研究[D]. 李桂静.中国林业科学研究院 2015
[4]废弃稀土矿区尾砂土壤改良及其植物修复试验研究[D]. 张艳.江西理工大学 2014
[5]赣南稀土矿区农田土壤稀土元素分布特征[D]. 张菊花.江西理工大学 2013
[6]海南岛北部潮间带沉积物稀土元素富集规律及其生态效应研究[D]. 韩卓汝.海南师范大学 2013
[7]黄土层中氮素运移试验研究及数学模拟分析[D]. 陈晓歌.西北农林科技大学 2008
[8]人工模拟降雨装置的试验测试与特性研究[D]. 丁健.北京交通大学 2007
[9]长汀县水土流失遥感监测及其生态安全评价[D]. 江洪.福州大学 2005
[10]稀土元素在土壤中环境化学行为及生物效应的数学模型研究[D]. 丁友超.南京工业大学 2003
本文编号：2897203
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