陕北风沙滩地区地下水脆弱性评价及“三氮”对地下水污染的数值模拟

摘要

陕北风沙滩地区是陕北能源化工基地的重要组成部分，也是我国重点投资建设的集石油、煤、天然气开采、深加工及以此为主要原料的化工产业于一体的能源化工基地。水资源的匮乏成为了制约该区发展的瓶颈，如何保护稀缺的地下水资源成了当务之急。在查明研究区地下水污染现状的情况下，对主要的污染物“三氮”的运移进行数值仿真模拟，预测其变化趋势；同时对该区的地下水脆弱性进行评价，圈出强脆弱区，为政府职能部门的相关规划提供参考。 本文以区域地下水资源保护为目标，以浅层地下水为研究对象，综合利用资料收集，野外调查、取样，室内试验，数值模拟和理论分析等手段，系统开展地下水脆弱性和“三氮”迁移转化模拟研究，取得了以下成果： 1、在本次评价的783个水样点中，主要的污染物为氨氮、亚硝态氮和硝态氮，三者的超标率分别3％、12.48％和12.86％。氨氮污染较轻，重污染区呈点状分布，包括白界林场、青云山、耳林滩、缸房沟。亚硝态氮严重污染区主要分布在榆林市周围的张家湾、草海则和青云山一带，较轻的污染主要分布在盖沙丘陵区和河谷区。硝态氮的污染主要分布在农业耕作区，重污染地段主要在马合农场、牛家梁农场、白界林场和巴拉素镇的旧庙湾等地。 2、采用改进的DRAIC模型评价，陕北风沙滩地区整体表现为较强脆弱性。极强脆弱性区占总研究区面积的56％，强脆弱性的区占6.7％，其主要分布在风沙草滩区。其余的为弱脆弱性。 3、根系吸水、吸氮规律一致。农作物根系对水分和“三氮”的吸收量相对较大。以小麦为例，小麦根系主要吸收NH+4形式的氮素，对亚硝态氮和硝态氮的吸收量很少。当施氮量为275.5 kg/hm2时，根系对“三氮”的吸收量约为100 kg/hm2，吸收率为36.4％，而63.6％的氮素残留在地下环境中，一部分被土壤颗粒吸附，一部分随水分向下运移而被淋滤到地下水中。 4、氨氮在风积砂中迁移速率约为10cm/a，十年的最大迁移深度为96cm。亚硝态氮和硝态氮迁移速率分别为60cm/a，287cm/a。埋深为3米时，进入潜水面的亚硝态氮和硝态氮通量分别为0.00104 mg/cm3，0.0025mg/cn3。 5、10年预测结果表明，该研究区地下水水质良好，污染较轻；重污染区主要分布在榆林市周围，乔界村和巴拉素镇旁的旧庙湾村。污染扩散的趋势不明显，只有硝态氮污染范围有小幅度的变化，在尔林兔镇的渡口和河湾村出现了新的污染。

目录

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声明

第一章绪论

1.1研究的目的和意义

1.2国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.3论文研究的主要内容及技术路线

1.3.1研究内容和方法

1.3.2技术路线

1.3.3完成的工作量

第二章陕北风沙滩地区的自然概况

2.1自然地理条件

2.1.1地形

2.1.2气象

2.1.3水文

2.2地质地貌条件

2.2.1地貌

2.2.2地质

2.3含水层

2.4陕北风沙滩地区地下水污染状况及分析

2.4.1陕北风沙滩地区浅层地下水质量评价

2.4.2陕北风沙滩地区地下水污染评价

第三章地下水脆弱性评价

3.1脆弱性评价指标体系和标准的建立

3.2 DRAIC评价方法

3.3地下水脆弱性分析

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

4.2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

第五章陕北风沙滩地区浅层地下水氮污染预测

5.1地下水污染预测的意义

5.2陕北风沙滩地区地下水氮污染预测

5.3地下水氮污染防治措施

结论与建议

攻读硕士期间取得的研究成果

参考文献

致 谢