线路工程对季冻区草炭土湿地地下水环境效应影响研究

发布时间：2020-05-31 02:51

【摘要】：由于燕山运动及第四纪北东向断裂带的先后作用,直接导致了长白山地区山脉、盆地、河谷相间分布的格局,在这些山间盆地内,由于降水充足,地势低洼,“箱型”地貌发育及“隔板”效应显著,加之季冻区内漫长的冬季,沼泽植被的遗体不能被完全分解,历经万年,在这些山间盆地内形成了一种特殊土即草炭土,这些沼泽湿地即为季冻区草炭土湿地。长期以来,由于人类线路工程的不断扩展,不可避免的穿越草炭土湿地,对草炭土湿地造成了一系列环境问题。如线路工程的修建导致湿地破碎化,湿地面积减小;路基的隔水处理对公路两侧湿地的水系连通性造成严重干扰,更严重的将导致一侧湿地的干涸;线路施工及运营期间各种污染物的排放对湿地水质造成的严重影响等。然而,目前对季冻区草炭土湿地的研究大都集中在工程特性及路基处理措施方面,对草炭土湿地的环境效应研究甚少,对草炭土湿地水环境的研究更是鲜有耳闻,而线路工程对湿地水环境的影响是深远而不容忽视的。因此,很有必要对线路工程造成的一系列环境问题进行研究,实现人类线路工程安全与湿地生态环境的和谐共处。。基于以上原因,本文选取四处典型的受线路工程影响的草炭土湿地,结合国家自然科学基金项目“线路工程对季冻区草炭土湿地的环境效应研究”,系统的研究了草炭土湿地水环境效应,主要包括:水文地质调查、水系连通性研究、水化学分析、重金属检测分析、地下水模拟等,对公路两侧及距公路远近不同,分区域取样,进行相关分析实验,得出如下结论:1.草炭土湿地地下水主要类型为:盆地松散层潜水-微承压水、玄武岩孔洞裂隙水及花岗岩风化裂隙水;其主要补给来源为:大气降水直接入渗、侧向山体渗透、地表水渗漏补给;主要排泄途径为:人工开采、泄流、蒸发、泉水排泄。2.线路工程的不同路基处理措施对草炭土湿地水系连通性影响差异较大。通过线路工程两侧水位监测及水位水系连通性评价方法得出,水位差影响大小顺序为:换填砂砾试验段复合土工布+砂桩试验段反压护道试验段土工格栅+EPS板试验段,水位水系连通性指标_?大小顺序为:土工格栅+EPS板试验段反压护道试验段复合土工布+砂桩试验段换填砂砾试验段。3.草炭土湿地地下水化学类型为HCO_3-Ca型和HCO_3-Ca+Mg型,其成因主要是由岩石风化所致。线路工程对草炭土湿地的水化学类型影响较小,但对水中重金属的含量影响较大,含量大小关系为:ZnCuPbNiAsCrCdHg。Zn的含量为70~130μg/L,Hg的含量为0.05~2.8μg/L;其中Pb的含量已经超出《地下水环境质量标准GB/T 14848-2017》Ⅲ类水质标准,但还未超过IV类标准,其它重金属含量未超过Ⅲ类水质标准。其中Cu、Pb、Cd、Cr、Hg、Ni及As的含量与采样点距线路工程的距离呈负相关,尤其,Cu、Pb的含量与距离呈显著的负相关,即线路工程导致湿地地下水中靠近公路侧重金属含量的增加;重金属间Cr与As、Hg与Ni呈显著的正相关,可认为这几种重金属的来源相同。4.利用PHREEQC对草炭土湿地地下水进行模拟得出:钠长石、钙长石、方解石、绿泥石、白云石、萤石、石膏、黑锰矿、水锰矿、水绿矾、滑石的矿物饱和指数均远小于0,即这些矿物在草炭土地下水中有继续溶解的趋势;钾长石、石英、菱锰矿、菱铁矿这四种矿物的饱和指数在±0.8之间,即这四种矿物在水中处于基本反应平衡状态;氧气O_2的饱和指数为-46.6~-47.9,即草炭土湿地地下水中严重缺氧,与草炭土中大量有机质的分解相关。草炭土湿地地下水中有机质的大量分解,也导致湿地水环境的氧化还原电位及pH降低,其致使地下水中富含铁、锰,且主要以Fe~(2+)、Mn~(2+)为形态存在。
【图文】：

a.线路工程左侧 b.线路工程右侧图 1.1 线路工程两侧差异基于以上所述，本文依托国家自然科学基金项目“线路工程对季冻区草炭土湿地的环境效应研究”，选取吉林省东部地区 4 处典型的受线路工程影响的草炭土湿地，以水环境为研究对象，系统的研究了草炭土湿地水环境效应，主要包括：水文地质调查、水系连通性研究、水化学分析、重金属检测分析、地下水模拟等，，对公路两侧及距公路远近不同，分区域取样，进行相关分析实验。为今后更深一步研究草炭土湿地环境效应及建立环境评价模型提供依据。1.2 国内外研究现状1.2.1 草炭土湿地研究现状笔者翻阅文献资料得知，早在 1951 年有关于东北草炭土的记录，当时人们将其做为重要的有机肥料，运用到农业生产上来，对当时的东北农业产生了巨大

乇硭醲

本文编号：2689157