污水灌溉地下水环境效应试验研究

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本文在查阅国内外大量相关文献资料的基础上,采用室内试验与理论分析相结合的技术路线,主要研究了地下水位为100cm的条件下,污水灌溉入渗水、氮、磷、氯在土壤中的运移规律及其对地下水环境的影响,主要研究成果为:(1)研究了均质土壤毛管水上升运动特性。毛管水上升高度和地下水补给量与时间之间均呈幂函数关系,毛管水上升高度与地下水补给量呈明显的线性关系。(2)研究了污水浓度对入渗土壤水、氮、磷、氯运移特性及地下水环境的影响。将Philip入渗模型应用于入渗过程,得出模型计算结果与实测值吻合较好。土壤入渗量和湿润锋深度随入渗污水浓度的增大而增大;入渗污水浓度越大,上层土壤相同深度处入渗水分占总入渗量的比例越小。不同浓度污水入渗,NO3-—N主要分布在中上层土壤中;入渗污水浓度越大,NO3-—N在土壤中运移的距离越大,地下水中NO3-—N浓度的增幅越大。清水入渗对土壤可溶性正磷酸盐含量分布基本没有影响;不同浓度污水入渗,可溶性正磷酸盐主要分布在土壤表层;入渗污水浓度越大,表层土壤中累积的入渗可溶性正磷酸盐的含量就越大,地下水中可溶性正磷酸盐的增量越大。入渗污水浓度越大,土壤氯离子运移距离越大,地下水中氯离子的增量越大。(3)研究了灌水定额对污水入渗土壤水、氮、磷、氯的运移特性及地下水环境的影响。土壤入渗量和湿润锋深度随灌水定额的增大而增大;灌水定额越大,入渗结束时入渗率越小,在土壤相同深度处,土壤含水率越大。不同灌水定额污水入渗,NO3-—N主要分布在土体的中上层,灌水定额越大,NO3-—N在土壤中运移的距离越大,地下水中NO3-—N浓度的增幅越大。可溶性正磷酸盐主要分布在土壤表层;灌水定额越大,表层土壤中可溶性正磷酸盐的含量越大,地下水中的可溶性正磷酸盐的增量越大,但差异不明显。灌水定额越大,氯离子在土壤中运移的距离越大,地下水中氯离子的增量越大。(4)研究了土壤容重对污水入渗土壤水、氮、磷、氯的运移特性及地下水环境的影响。土壤入渗量随着土壤容重的增大而减小;土壤容重越大,入渗结束时的入渗率越小。不同土壤容重污水入渗,NO3-—N主要分布在土体的中上层;土壤容重越大,NO3-—N在土壤中运移的距离越小,地下水中NO3-—N浓度的增幅越小。可溶性正磷酸盐主要分布在土壤表层;土壤容重越大,表层土壤中可溶性正磷酸盐的含量越大,地下水中可溶性正磷酸盐的增量越小。土壤容重越大,氯离子在土壤中运移的距离越小,氯离子越难运移至地下含水层,不易对地下水环境造成影响。
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