关中盆地氮对浅层地下水污染的数值模拟与预警研究

摘要

地下水污染具有复杂性、隐蔽性和治理恢复困难等特点，因此，控制地下水污染最有效的方法是预防，及早提出预警。关中盆地是国家重点开发建设地区和陕西省重要的工业基地和粮棉油产区，水资源紧缺和地下水污染是该地区面临的严峻问题之一。同时，由于该地区人口集中，农业活动频繁，浅层地下水中氮污染严重。因此，研究该地区地下水氮污染及其预警具有重要意义。 本文运用HYDRUS-1D软件对氮在包气带中的迁移转化过程进行数值模拟和预测。同时，根据研究区水文地质条件和水化学特征，确定地下水水质预警标准，提出关中盆地浅层地下水中氮污染预警的警度和警戒线，进而进行地下水氮污染预警研究，得出以下结论： 1.在本次评价的230个水样点中，氨氮、亚硝态氮和硝态氮的超标率分别5.2％、0.4％和30.0％。“三氮”污染东部地区比西部地区严重，冲积平原和洼地比黄土台塬区严重，污灌区比其它地区严重。 2.氨氮在中砂中迁移速率约为15～20cm/a，第五年时，迁移至120cm处。亚硝态氮和硝态氮迁移速度较快，第一年已迁移至5米以下的潜水面，第五年时，进入潜水面的亚硝态氮和硝态氮通量分别为0.0007mg/L和0.004.mg/L。 3.“三氮”在不同岩性中随水流向下迁移速度不同。模型计算时间为二十年时，氨氮在中砂中迁移至约300cm处，亚硝态氮和硝态氮迁移至潜水面；在黄土中氨氮、亚硝态氮和硝态氮分别迁移至约25cm、80cm和150cm处。 4.大部分氨氮污染预警处于理想状态，渭河中下游沿岸、交口灌区及宝鸡峡灌区等地警情较严重；亚硝态氮污染预警基本处于良好状态，警情较轻；硝态氮污染预警大部分处于一般状态，在交口灌区和宝鸡峡灌区、长安区和宝鸡段渭河北岸漫滩和阶地出现了大面积较差甚至恶劣状态，警情严重。 5.只考虑当前农田施氮因素影响时，短期内不会对关中盆地浅层地下水氮污染形势造成很大影响，预警警情变化范围和幅度不大，只在包气带岩性颗粒较粗和厚度较薄地区警情范围有所提升，警度略有提高。 以上研究成果为关中盆地地下水氮污染防治提供了科学依据，对于区内地下水水资源保护和人民饮用水安全具有重要意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1选题依据及研究意义

1.2国内外研究现状

1.2.1地下水氮污染研究进展

1.2.2地下水污染预警研究进展

1.3研究目标、内容和技术路线

1.3.1研究目标

1.3.2主要研究内容

1.3.3技术路线

1.3.4完成的工作量

第二章关中盆地自然概况

2.1自然地理

2.1.1研究区概况

2.1.2水文气象

2.1.3土壤植被

2.2区域地质、水文地质

2.2.1地质地貌

2.2.2水文地质

第三章关中盆地地下水氮污染现状

3.1关中盆地浅层地下水污染现状分析

3.2关中盆地浅层地下水质量评价

3.2.1评价指标及标准

3.1.2评价方法

3.1.3评价结果及分析

3.3关中盆地浅层地下水氮污染现状

3.3.1浅层地下水氮污染

3.3.2污染源分析

第四章氮在包气带中迁移转化规律及其数值模拟

4.1氮在包气带中的迁移转化

4.1.1氮迁移转化过程

4.1.2影响氮迁移转化的因素

4.2氮迁移转化的数值模拟

4.2.1数学模型

4.2.2模型参数及边界条件

4.2.3模型运行结果及分析

第五章关中盆地浅层地下水氮污染预警研究

5.1地下水污染预警的含义及特点

5.1.1地下水污染预警的含义

5.1.2地下水污染预警的分类

5.1.3地下水污染预警的特点

5.1.4地下水污染预警的意义

5.2地下水污染预警的原理及方法

5.3关中盆地地下水氮污染预警

5.3.1警戒线的确定

5.3.2预警方法及结果

5.3.3地下水氮污染防治措施

结论与建议

参考文献

攻读硕士期间取得的研究成果

致 谢