焉耆盆地绿洲区水体硝态氮量演变特征与趋势研究

发布时间：2017-08-30 12:12

  本文关键词：焉耆盆地绿洲区水体硝态氮量演变特征与趋势研究

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【摘要】：农业面源污染正逐渐成为水体污染的主要来源,而硝态氮污染已成为全球范围内普遍关注的问题,是人们公认的分布最广的地下水污染物。焉耆盆地位于新疆巴音郭楞蒙古自治州北部,平原区为典型的干旱区绿洲。近些年,绿洲集约化种植氮肥施用量的持续增加,且利用率普遍偏低,加上废水等的排放,使区域水体硝态氮量在不同程度上有增加的趋势。鉴于此,结合搜集整理的降水、土壤、施肥量等相关数据,以野外调查监测与室内化验分析的方式汇总盆地水体硝态氮量,采用GIS与地统计学相结合的方法对绿洲区地下水硝态氮的时空分布及演化特征与趋势进行定量分析,具体研究结论如下:(1)焉耆盆地水体硝态氮量总体水平较低,不同的区域、土地利用方式、人为因素影响程度及地下水埋深的变化等使水体硝态氮量表现出差异性分布的特点。相比河流农田排渠水体硝态氮量差异性更明显,受区域影响显著。不同河流断面、博湖的不同位置间硝态氮量有明显的差异。绿洲区地下水硝态氮量平均值为2.38mg·L-1,为Ⅱ类水质标准,不同类型地下水硝态氮量的分布频率显示,硝态氮量及其变异系数与埋深呈负相关关系。绿洲区部分区域,尤其是浅层地下水硝态氮量较高,受人为作用影响已十分明显。人口密度、氮肥投入量、土壤、岩性条件等都是引发区域水体硝态氮量升高的因素。(2)绿洲区地下水硝态氮量符合对数正态分布,普通克里金插值预测潜水硝态氮量总体呈环形梯度分布,且以开都河呈轴对称,无方向性效应,硝态氮量较高的区域集中于和静、和硕县城周边以及解放一渠的两岸灌区等,呈零星分布。灌溉用承压水大面积分布着Ⅱ类水质,饮用自来水均属Ⅰ类水质。不同类型地下水硝态氮量的空间插值结果表现出不同的分布特点,空间分布格局更进一步表明区域地下水硝态氮量具有明显的区域性差异。承压水整体分布特征显示,硝态氮量较高的区域集中于农田排水的排泄区。(3)ArcGIS普通克里金插值的适用性分析表明样本数量与判定系数呈正相关,分类分析对判定系数有显著的影响,合理的布设采样点位置与数量及其密集性、分布范围以及对不同含水层特征的水体分类所得空间插值的精度较高。潜水、灌溉用承压水、饮用自来水以及绿洲区承压水、整体地下水硝态氮量的空间相关距离分别为22m、198m、1579m、138m、17m。(4)氮素进入田间经不同类型的转化,以硝态氮的形式进入水体,土壤铵态氮量明显大于硝态氮,包气带水体的情况相反。盆地绿洲农区的土壤属高肥力标准水平,不同区域田间土壤剖面的氮素的变异性较大,分布类型有为表聚型、均布型、底聚型、振荡型。铵态氮积聚系数各样点及土层间较为接近且分布均匀,硝态氮的分布类型主要为表聚型和均布型。(5)地表水硝态氮量有增加的趋势,潜水、承压水硝态氮量分别为指数、多项式的上升趋势。绿洲农区氮肥施用量呈线性增长的趋势,增长速度为年均7%左右,氮肥施用量与地下水硝态氮量存在相关系数为0.618的线性相关关系。按照《地下水质量标准》,氮肥施用量应控制在627.5kg·hm-2,《生活饮用水卫生标准》应不超过377.5kg·hm-2。预测分析显示,2017年、2030年氮肥施用强度分别为634.78kg·hm-2、984.74kg·hm-2,浅层地下水体硝态氮量分别为20.30mg?L-1、34.29mg?L-1。
【关键词】：硝态氮 地下水 地统计学 焉耆盆地 绿洲区
【学位授予单位】：新疆农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X52
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-23
• 1.1 选题依据及研究背景10-13
• 1.2 研究目的与意义13-15
• 1.3 国内外研究现状与发展15-19
• 1.4 主要研究内容与方法19-20
• 1.5 论文总体框架与综合评述20-23
• 第2章 研究区概况23-35
• 2.1 基本概况23-29
• 2.2 社会经济概况29-30
• 2.3 水文水资源30-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第3章 焉耆盆地水体硝态氮量统计分析35-47
• 3.1 数据采集及分析标准35-37
• 3.2 焉耆盆地地表水水体硝态氮量现状调查分析37-40
• 3.3 焉耆盆地地下水硝态氮量现状水平调查分析40-45
• 3.4 本章小节45-47
• 第4章 绿洲区地下水硝态氮量空间变异性特征47-68
• 4.1 地统计分析47-53
• 4.2 绿洲区潜水硝态氮量空间分布特征53-59
• 4.3 绿洲区承压水硝态氮量空间分布特征59-64
• 4.4 绿洲区地下水硝态氮量空间分布特征64-67
• 4.5 本章小节67-68
• 第5章 硝态氮量时空变异性与演化成因及趋势分析68-86
• 5.1 普通克里金插值适用性分析68-70
• 5.2 绿洲区不同含水层硝态氮量差异性影响因素分析70-76
• 5.3 地下水硝态氮量与氮肥施用量的关系分析76-80
• 5.4 绿洲区水体硝态氮量演化趋势80-85
• 5.5 本章小节85-86
• 第6章 结论和展望86-89
• 6.1 主要研究结论86-87
• 6.2 问题及展望87-89
• 参考文献89-95
• 致谢95-96
• 作者简历96-97

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本文编号：759219