西安地区雨水花园土壤中污染物的时空分布研究
发布时间：2020-12-06 17:33
随着城市建成区域的面积逐渐增大,城市气象条件与下垫面条件发生改变,城市水文水力特性发生改变,从而引发了等一系列水安全问题。雨水花园是一种典型的海绵城市LID集中入渗设施,它可以接纳并净化来自屋面或地面的雨水,缓解城市内涝、补给地下水、净化水质。然而,雨水花园长期工作情况下,降雨径流携带的污染物会在雨水花园的土壤基质中发生一系列繁复的生化及物理过程,土壤的结构特性也会随之发生变化,雨水花园的寿命将会缩短,但这个具体过程和机理尚不明确。因此,研究雨水花园水文水质效应和土壤中污染物的时空分布规律,对黄土地区雨水花园的优化设置与推广应用具有重大意义。本研究以西安理工大学的入渗型和混合型雨水花园作为研究对象,以水文地球化学和土壤水文学理论为基础,通过室外采样和室内实验分析相结合,研究雨水花园的水文水质效应和雨水花园土壤水分、TOC、TN、NH3-N、NO3-N、NO2-N、TP的时空分布特征。得出结论如下:（1）2017年5月到2019年10月监测记录的32场降雨事件中,汇流比为18:1,蓄水层深度为20cm的入渗型雨水花园出现了...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
#雨水花园现场图和剖面图
西安理工大学硕士学位论文10续表2-1雨水花园构造表Tab.2-1Rain-gardenstructuretable花园编号底部处理尺寸填料类型填料厚度汇流比汇水面类型3#入渗长轴×短轴×深度=6m×2m×1.1m蓄水层0~0.5m15:01屋面和路0.5~1.1m面种植土图2-12#雨水花园现场图和剖面图Fig.2-1Layoutandprofileof2#raingarden图2-23#雨水花园现场图和剖面图Fig.2-2Layoutandprofileof3#raingarden2.3研究方法（1）雨水径流监测方法雨水径流的监测主要包括为降雨量监测，入流监测、出流监测和溢流监测四部分。降雨量监测主要是通过雨量计对降雨量进行监测计算，入流监测、出流监测和溢流监测主要是对雨水花园入流、出流和溢流通过测流设备监测记录降雨期间各个时间段内的入流流量、出流流量和溢流流量。考虑降雨强度、降雨历时、雨前干燥期、降雨径流量和污染物浓度等外部因素，每年选取15~20场典型降雨，监测整个降雨过程的入流水量、出流流量和溢流水量。2#雨水花园入流口、溢流口和3#雨水花园入口处以及入渗一侧溢流口处都设置了三
2研究区概况与试验方法1320-30cm、40-50cm，背景（CK）土样采集层为0-10cm、20-30cm、40-50cm、70-80cm，2#雨水花园和3#雨水花园每层分3个点采样组成一个混合土样，背景（CK）每层分2个点采样组成一个混合土样，然后去除土壤表面的凋落物、石砾和根系（杂物）层，然后将分层取好的土壤样品装入自封袋做好标记后运回实验室，用于土壤指标的测定。土样采集示意图如图2-3所示。图2-3雨水花园采土示意图Fig.2-3soilsampleinraingarden（5）土壤分析方法土壤分析指标包括：土壤含水率、TOC、N（TN、NH3-N、NO3-N、NO2-N）、TP等，土壤分析方法参照《土壤农业化学分析方法》[75]，如下表2-3所示。表2-3土壤分析方法Tab.2-3Soilanalysismethods检测项目检测方法土壤含水率烘干法TOC重铬酸钾氧化-分光光度法TN凯氏定氮法NH3-N靛酚蓝比色法NO3-N酚二磺酸比色法NO2-N氯化钾溶液提取-分光光度法TP碱熔法2.4数据分析采用Excel和Origin对2#雨水花园和3#雨水花园径流进出水水质计算制图，对2#雨水花园、3#雨水花园和背景CK组3个土壤系统中水分、碳、氮、磷时空变化制图，采用SPSS22对不同系统和不同土层污染物含量进行单因素方差分析或相关性分析。
【参考文献】：
期刊论文
[1]城乡空间差异对麻栎林土壤活性有机碳的影响[J]. 范洪旺,BUI Van Thang,陶晓,管致玮,许克福. 南京林业大学学报(自然科学版). 2020(04)
[2]青海省森林土壤磷储量及其分布格局[J]. 唐立涛,刘丹,罗雪萍,胡雷,王长庭. 植物生态学报. 2019(12)
[3]土壤有机碳时空变化研究进展与展望[J]. 张秀,赵永存,谢恩泽,彭雨璇,陆访仪. 农业环境科学学报. 2020(04)
[4]黄菖蒲根际低分子量有机酸对土壤吸附氨氮的影响[J]. 李海波,赵孝明,李英华,陈熙. 东北大学学报(自然科学版). 2020(02)
[5]凋落物处理对不同林型土壤有机碳全氮全磷的影响[J]. 李常准,陈立新,段文标,李少然,李亦菲,于颖颖,朱佳慧,赵戈榕. 中国水土保持科学. 2020(01)
[6]额济纳旗柽柳林土壤水分动态变化特征研究[J]. 赵楠,王尚涛,朱高峰,张扬,马金珠. 干旱区资源与环境. 2020(05)
[7]滇东南喀斯特小生境土壤水分差异性及其影响因素[J]. 匡媛媛,范弢. 浙江农林大学学报. 2020(03)
[8]广西仙岛公园和沙井红树林土壤碳氮储量的空间分布[J]. 陶玉华,黄星,王薛平,钟秋平,亢振军. 渔业科学进展. 2020(05)
[9]模拟降雨对黄土高原典型草原土壤化学计量及微生物多样性的影响[J]. 王誉陶,李建平,井乐,张翼,张娟. 生态学报. 2020(05)
[10]黄河口湿地典型盐碱植被群落土壤氮素的季节动态及根际效应[J]. 梁坤,樊玉清,Kudakwashe Meki,敦萌,闫琴,郑浩,李锋民,罗先香. 环境化学. 2019(10)
博士论文
[1]土壤氮循环主要微生物对全球环境变化及火灾干扰的响应[D]. 石玉杰.东北师范大学 2019
[2]黄土高原不同空间尺度土壤水分动态变化影响因素分析与随机模拟[D]. 索立柱.西北农林科技大学 2019
[3]绿洲荒漠交错区土壤水分时空分布及随机模拟[D]. 张帅普.西北农林科技大学 2017
[4]季节性冻土区生态系统土壤温室气体排放研究[D]. 陈哲.中国农业科学院 2016
[5]海绵城市建设中小型绿色基础设施对雨洪径流的调控作用研究[D]. 唐双成.西安理工大学 2016
[6]关中盆地地下环境氮污染机理与地下水质安全评价[D]. 段磊.长安大学 2010
硕士论文
[1]冻融作用对大兴安岭森林土壤碳氮矿化的影响[D]. 鲁博权.哈尔滨师范大学 2019
[2]北京通州区浅层地下水中“三氮”迁移转化与弱透水层阻滞作用研究[D]. 蓝天杉.吉林大学 2019
[3]不同土地利用方式对有机氮组分的影响[D]. 李子密.浙江师范大学 2019
[4]土壤水分动态对氮素净矿化的影响[D]. 魏丽云.西北农林科技大学 2019
[5]闽楠杉木混交林土壤DOM的季节动态变化研究[D]. 孔学夫.中南林业科技大学 2019
[6]城市化对绿地土壤磷素赋存形态及分布特征影响研究[D]. 郑雯文.四川农业大学 2018
[7]基于SWMM的湿陷性黄土地区海绵城市建设研究[D]. 李杰.长安大学 2018
[8]古田山国家级自然保护区土壤磷素空间分布影响因素分析[D]. 闫龙.哈尔滨师范大学 2017
[9]氨氮在黄土包气带中吸附解吸特征和影响因素探讨[D]. 李慧.长安大学 2014
[10]土壤表层对径流污染物的削减效应研究[D]. 魏颖.西安建筑科技大学 2014
本文编号：2901766
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
#雨水花园现场图和剖面图
西安理工大学硕士学位论文10续表2-1雨水花园构造表Tab.2-1Rain-gardenstructuretable花园编号底部处理尺寸填料类型填料厚度汇流比汇水面类型3#入渗长轴×短轴×深度=6m×2m×1.1m蓄水层0~0.5m15:01屋面和路0.5~1.1m面种植土图2-12#雨水花园现场图和剖面图Fig.2-1Layoutandprofileof2#raingarden图2-23#雨水花园现场图和剖面图Fig.2-2Layoutandprofileof3#raingarden2.3研究方法（1）雨水径流监测方法雨水径流的监测主要包括为降雨量监测，入流监测、出流监测和溢流监测四部分。降雨量监测主要是通过雨量计对降雨量进行监测计算，入流监测、出流监测和溢流监测主要是对雨水花园入流、出流和溢流通过测流设备监测记录降雨期间各个时间段内的入流流量、出流流量和溢流流量。考虑降雨强度、降雨历时、雨前干燥期、降雨径流量和污染物浓度等外部因素，每年选取15~20场典型降雨，监测整个降雨过程的入流水量、出流流量和溢流水量。2#雨水花园入流口、溢流口和3#雨水花园入口处以及入渗一侧溢流口处都设置了三
2研究区概况与试验方法1320-30cm、40-50cm，背景（CK）土样采集层为0-10cm、20-30cm、40-50cm、70-80cm，2#雨水花园和3#雨水花园每层分3个点采样组成一个混合土样，背景（CK）每层分2个点采样组成一个混合土样，然后去除土壤表面的凋落物、石砾和根系（杂物）层，然后将分层取好的土壤样品装入自封袋做好标记后运回实验室，用于土壤指标的测定。土样采集示意图如图2-3所示。图2-3雨水花园采土示意图Fig.2-3soilsampleinraingarden（5）土壤分析方法土壤分析指标包括：土壤含水率、TOC、N（TN、NH3-N、NO3-N、NO2-N）、TP等，土壤分析方法参照《土壤农业化学分析方法》[75]，如下表2-3所示。表2-3土壤分析方法Tab.2-3Soilanalysismethods检测项目检测方法土壤含水率烘干法TOC重铬酸钾氧化-分光光度法TN凯氏定氮法NH3-N靛酚蓝比色法NO3-N酚二磺酸比色法NO2-N氯化钾溶液提取-分光光度法TP碱熔法2.4数据分析采用Excel和Origin对2#雨水花园和3#雨水花园径流进出水水质计算制图，对2#雨水花园、3#雨水花园和背景CK组3个土壤系统中水分、碳、氮、磷时空变化制图，采用SPSS22对不同系统和不同土层污染物含量进行单因素方差分析或相关性分析。
【参考文献】：
期刊论文
[1]城乡空间差异对麻栎林土壤活性有机碳的影响[J]. 范洪旺,BUI Van Thang,陶晓,管致玮,许克福. 南京林业大学学报(自然科学版). 2020(04)
[2]青海省森林土壤磷储量及其分布格局[J]. 唐立涛,刘丹,罗雪萍,胡雷,王长庭. 植物生态学报. 2019(12)
[3]土壤有机碳时空变化研究进展与展望[J]. 张秀,赵永存,谢恩泽,彭雨璇,陆访仪. 农业环境科学学报. 2020(04)
[4]黄菖蒲根际低分子量有机酸对土壤吸附氨氮的影响[J]. 李海波,赵孝明,李英华,陈熙. 东北大学学报(自然科学版). 2020(02)
[5]凋落物处理对不同林型土壤有机碳全氮全磷的影响[J]. 李常准,陈立新,段文标,李少然,李亦菲,于颖颖,朱佳慧,赵戈榕. 中国水土保持科学. 2020(01)
[6]额济纳旗柽柳林土壤水分动态变化特征研究[J]. 赵楠,王尚涛,朱高峰,张扬,马金珠. 干旱区资源与环境. 2020(05)
[7]滇东南喀斯特小生境土壤水分差异性及其影响因素[J]. 匡媛媛,范弢. 浙江农林大学学报. 2020(03)
[8]广西仙岛公园和沙井红树林土壤碳氮储量的空间分布[J]. 陶玉华,黄星,王薛平,钟秋平,亢振军. 渔业科学进展. 2020(05)
[9]模拟降雨对黄土高原典型草原土壤化学计量及微生物多样性的影响[J]. 王誉陶,李建平,井乐,张翼,张娟. 生态学报. 2020(05)
[10]黄河口湿地典型盐碱植被群落土壤氮素的季节动态及根际效应[J]. 梁坤,樊玉清,Kudakwashe Meki,敦萌,闫琴,郑浩,李锋民,罗先香. 环境化学. 2019(10)
博士论文
[1]土壤氮循环主要微生物对全球环境变化及火灾干扰的响应[D]. 石玉杰.东北师范大学 2019
[2]黄土高原不同空间尺度土壤水分动态变化影响因素分析与随机模拟[D]. 索立柱.西北农林科技大学 2019
[3]绿洲荒漠交错区土壤水分时空分布及随机模拟[D]. 张帅普.西北农林科技大学 2017
[4]季节性冻土区生态系统土壤温室气体排放研究[D]. 陈哲.中国农业科学院 2016
[5]海绵城市建设中小型绿色基础设施对雨洪径流的调控作用研究[D]. 唐双成.西安理工大学 2016
[6]关中盆地地下环境氮污染机理与地下水质安全评价[D]. 段磊.长安大学 2010
硕士论文
[1]冻融作用对大兴安岭森林土壤碳氮矿化的影响[D]. 鲁博权.哈尔滨师范大学 2019
[2]北京通州区浅层地下水中“三氮”迁移转化与弱透水层阻滞作用研究[D]. 蓝天杉.吉林大学 2019
[3]不同土地利用方式对有机氮组分的影响[D]. 李子密.浙江师范大学 2019
[4]土壤水分动态对氮素净矿化的影响[D]. 魏丽云.西北农林科技大学 2019
[5]闽楠杉木混交林土壤DOM的季节动态变化研究[D]. 孔学夫.中南林业科技大学 2019
[6]城市化对绿地土壤磷素赋存形态及分布特征影响研究[D]. 郑雯文.四川农业大学 2018
[7]基于SWMM的湿陷性黄土地区海绵城市建设研究[D]. 李杰.长安大学 2018
[8]古田山国家级自然保护区土壤磷素空间分布影响因素分析[D]. 闫龙.哈尔滨师范大学 2017
[9]氨氮在黄土包气带中吸附解吸特征和影响因素探讨[D]. 李慧.长安大学 2014
[10]土壤表层对径流污染物的削减效应研究[D]. 魏颖.西安建筑科技大学 2014
本文编号：2901766
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