浅层地下水污染研究论文提纲

论文题目：三江平原松花江-挠力河流域浅层地下水“三氮”污染形成过程研究

摘要：三江平原是我国重要的商品粮生产基地,目前区域浅层地下水存在较突出的“三氮”污染问题,势必制约当地社会-经济-环境可持续发展,影响我国的粮食安全。该文以三江平原松花江-挠力河流域为研究区,在分析研究区浅层地下水历史“三氮”污染特征的基础上开展“灌区-区域”多尺度野外调查工作,分析现状年浅层地下水“三氮”分布规律,采用多元统计分析法揭示污染分布的主控因素,采用水化学、同位素等综合识别方法识别氮污染来源,对污染形成过程进行解析、概化、模拟,从而评估区域地下水氮污染风险,为当地氮污染防治工作的开展提供科学依据。研究主要得到以下结论:（1）土地利用类型、采样井深度对“三氮”分布有较大的影响,表现为:居住用地下伏地下水硝态氮含量显著高于农田,氨氮反之;氨氮超标点在采样井深度较大的样品中更常见,硝态氮反之。在空间分布上,挠力河流域以氨氮污染为主,松花江流域以硝态氮污染为主,高浓度氨氮监测点分布在施肥量较大、农业开发较早的地区,硝态氮超标区则主要分布在人口密集区域;从7月（作物生长期）到10月（作物成熟期）,全区氨氮、硝态氮污染问题减缓,典型灌区单井动态变化规律不一致,综合分析认为其受施肥活动、降雨、水田排水后土壤氧化还原环境的改变、井灌停止后区域地下水流向变化等因素的影响。（2）控制全区氨氮分布的主要因素是地表粘土层厚度和所处流域,硝态氮分布则是生活污染、含水层氧化还原环境、所处流域;对于松花江流域典型灌区,氨氮分布主控因素是含水层的氧化还原环境,硝态氮分布的主控因素则包括地表生活污染源分布、含水层氧化还原环境、取样井深度;对于挠力河流域典型灌区,氨氮污染主控因素为农业污染,硝态氮污染主控因素为生活污染与含水层氧化还原环境。（3）浅层地下水氨氮污染主要来源于水田所施用的铵肥、尿素等化肥,硝态氮污染则主要来源于农村生活污染、牲畜粪便、园地中有机氮肥的施加、旱田氮肥的施加等。（4）根据土地利用类型（水田、旱田、居住用地）、包气带环境（氧化、还原）、含水层环境（氧化、还原）将研究区地下水“三氮”污染形成过程概化为12种模式,对各模式下浅层地下水氨氮和硝态氮的污染风险进行了分析,认为在“水田-包气带还原作用占优-含水层反硝化作用占优”模式下氨氮风险最大,在“居住用地-包气带氧化作用占优-含水层硝化作用占优”模式下硝态氮污染风险最大。（5）运用Hydrus-1D数值模型对12种污染形成模式进行模拟刻画,根据模拟结果将各模式下氨氮与硝态氮污染风险分为四个级别,绘制了研究区氨氮、硝态氮污染风险分布图。

关键词：三江平原;地下水;“三氮”污染;污染形成

学科专业：地下水科学与工程

摘要

abstract

第1章 绪论

1.1 研究背景及选题意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 地下水氮污染来源及溯源研究方法

1.2.2 地下环境中“三氮”的迁移、转化、循环机理

1.2.3 地下水“三氮”污染主控因素及污染风险研究

1.2.4 三江平原地下水“三氮”污染研究现状

1.3 研究内容及技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

第2章 研究区概况

2.1 自然地理条件

2.1.1 地理位置

2.1.2 气象水文条件

2.1.3 地形地貌

2.2 水文地质条件

2.2.1 地下水类型与含水层富水性

2.2.2 地下水补给、径流、排泄条件

2.2.3 地下水化学类型

2.3 社会经济条件

2.4 浅层地下水历史“三氮”污染特征

2.4.1 历史“三氮”污染评价

2.4.2 浅层地下水多年“三氮”污染分布规律及影响因素

第3章 现状年浅层地下水“三氮”分布特征及主控因素分析

3.1 野外调研工作

3.1.1 典型灌区浅层地下水“三氮”污染普查

3.1.2 全区地下水控制点水质监测

3.1.3 多年持续超标点井群“三氮”监测

3.2 浅层地下水“三氮”分布特征

3.2.1 不同土地利用类型条件下地下水“三氮”分布特征

3.2.2 不同井深条件下地下水“三氮”分布特征

3.2.3 氨氮与硝态氮空间分布特征

3.2.4 氨氮与硝态氮含量年内演变规律

3.3 地下水“三氮”分布主控因素分析

第4章 浅层地下水“三氮”污染来源识别

4.1 基于污染分布特征及影响因素分析的污染源类型初步判别

4.2 氮、氧稳定同位素法硝态氮污染来源解析

4.3 基于水化学方法的“三氮”污染来源解析

第5章 浅层地下水“三氮”污染形成过程解析

5.1 氮素在地表土壤-包气带-含水层中的主要行为特征

5.2 浅层地下水“三氮”污染形成过程概化

第6章 浅层地下水氨氮、硝态氮污染形成过程的模拟刻画

6.1 概念模型

6.1.1 边界条件及氮素主要经历反应过程概化

6.1.2 研究区地表入渗单元分区

6.2 数学模型

6.2.1 水分运移模型

6.2.2 根系吸水模型

6.2.3 氮素运移、反应模型

6.3 模型输入项

6.3.1 上边界水分、氮素输入

6.3.2 数学模型中各参数项

6.4 模拟结果

6.4.1 各污染模式下氨氮与硝态氮在非饱和带与饱和带中的演变特征

6.4.2 研究区浅层地下水氨氮、硝酸盐污染风险分布

6.5 基于模拟结果的研究区浅层地下水“三氮”污染防治对策

第7章 结论与建议

7.1 结论

7.2 建议

参考文献

致谢