地表水-地下水联合作用下傍河农田硝酸盐氮迁移机理实验研究

发布时间：2020-08-15 21:51

【摘要】：随着工农业的飞速发展,随之带来的地下水硝酸盐污染问题越来越受到人们的关注。傍河农田是最常见的农田种类之一,施肥后硝酸盐极易进入地表水与地下水中,污染地表水-地下水系统。本文对大沽河流域的硝酸盐污染问题进行了调查,并在室内设计了四组实验来研究不同的因素对硝酸盐迁移进入地表水-地下水系统的影响,主要得到了以下结论:(1)大沽河流域土壤、地表水、地下水均受到了不同程度的硝酸盐污染,其中地下水硝酸盐污染问题最为严重。(2)纯淋洗实验结果表明:当降雨强度越大、介质孔隙度越大时入渗水流迁移速度越快并且迁移深度越深,硝酸盐越容易向下迁移。纯淋洗实验中,入渗水流在包气带内主要是垂向迁移,砂槽内各位置硝酸盐几乎同时进入地下水,进入地下水后扩散速度非常缓慢。(3)地表水补给地下水淋洗实验结果表明:当地表水与地下水水力坡度为0.3、0.5、0.7时地表水与地下水之间具有统一的浸润曲线,而当水力坡度增加为1时地表水与地下水会出现脱节。当河流水位不变时,抽水井水位的提升会使硝酸盐更易在包气带累积。当地表水补给地下水且两者不脱节时,硝酸盐污染整个地下水需要经过两个过程,第一个过程是在包气带中的迁移直至进入地下水,第二个过程是在饱水带中的迁移直至进入抽水井。当降雨强度相同时,硝酸盐在包气带中迁移所需时间主要受到地表水位、地下水位以及砂质种类的影响;在饱水带中的迁移所需时间主要受到水力坡度与砂质种类的影响。(4)地下水补给地表水淋洗实验结果表明:当水力联系为地下水补给地表水时,地下水水位必然会很高,这使得即使较小的降雨量也可以让硝酸盐迁移进入地下水。与前两组实验相比,本组实验中入渗水流在包气带中迁移速度最慢,停留时间更长,并且硝酸盐会在包气带大量累积。(5)地表水与地下水相互补给实验结果表明:经过6次连续运行后,砂槽内硝酸盐含量最高可达到91.36 mg/kg;砂槽表层硝酸盐含量均值最高可达到89.37mg/kg;10cm深度砂层硝酸盐含量均值最高可达到85.5 mg/kg。水力坡度越大饱水带砂层中硝酸盐越容易进入地下水。由于土壤胶体对硝酸根的排斥作用,所以随着实验次数的增加砂层累积硝酸盐的能力越来越小。(6)通过上述实验数据得出:当砂层砂质均匀时可以将入渗水流从降雨开始直至到达抽水井分为以下3个阶段:(1)纯下渗阶段。(2)半下渗半运移阶段。(3)纯随流运移阶段。
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X523
【图文】：

技术路线图

土壤硝酸盐含量

地表水硝酸盐含量沿程变化

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本文编号：2794705