千烟洲试验区地水中“三氮”的迁移转化规律及数值模拟研究.pdf

致 谢 在攻读硕士研究生期间，尊敬的导师陈建平副教授在思想、学习、科研、生活等诸多 方面都给予了我莫大的关心与帮助。在论文构思、撰写、审阅以及修改过程中，导师投入 了大量的时间和精力，给予了中肯的意见与建议。陈建平副教授严谨的治学态度，渊博的 专业知识，诲人不倦的高尚师德，精益求精的工作作风，朴实无华、平易近人的人格魅力 都令我万分敬佩。导师在指导我学习科学文化知识的同时，还教会了我许多待人接物和为 人处世的道理，令我受益匪浅。在此，谨向导师陈建平副教授表示最衷心的感谢和最诚挚 的敬意。 此次课题研究工作得到了中国科学院研究生院和中国科学院地理科学与资源研究所 千烟洲生态网络试验站的大力支持，特别感谢王明玉教授在论文完成工作中给予的指导， 感谢首席科学家王辉民教授提供的相关研究基础资料，同时感谢邹敬东、尹善元等千烟洲 站内工作人员在试验过程中给予的指导和帮助。 衷心感谢辽宁工大环境工程教研室的诸多老师们，特别感谢硕士研究生期间传道、授 业、解惑的王道涵教授。 感谢吴迪、徐慧慧、董思宏同学在实验和论文写作过程中给予的帮助，感谢课题组贾 新颜博士在数值建模过程中给予的指导。 我还要把最诚挚的谢意献给我的父母，他们在辛勤工作之余仍时常关心我的生活，鼓 励我支持我完成学业，我的每一点进步和成长都凝聚着他们巨大的心血。还要感谢硕士研 究生期间互相鼓励，携手并进的同学和朋友们。 感谢论文评审委员和答辩委员会委员对论文的批评与指正。 摘 要 研究以江西省吉安市境内的千烟洲农业生态系统为对象，在地下水水位水质数 据资料的基础上，对“三氮”在地下水 中的迁移转化规律及其影响因素进行分析， 并将实地考察结果和经验数值相结合，综合考虑不同的土地利用形式、土壤反应活 性等因素对研究区进行了合理分区和边界条件概化，利用 Visual MODFLOW 软件建 立了地下水流动模型和污染物运移模型。研究结果表明：研究区中游出现严重的地 下水氨氮污染，随着地下水埋深的增加，地下水中氨氮浓度受农田和橘园的施肥情 况影响逐渐减小；研究区下游出现严重的地下水硝酸盐氮污染，降雨和农业生产是 其在该区大量积累的主要原因；pH 值、可滤态锰、总铁是影响地下水中“三氮”转 化的主要因素，三者在不同的浓度范围内与地下水中“三氮”含量的相关性存在差 异；通过对研究区雨季种植期的模型反演过程，得出降雨和农业生产共同影响下的 地下水入渗强度和污染物的补给强度；应用模型预测今后五年研究区的氮污染区域 和污染趋势，为优化农业生态系统的可持续发展方案提供依据，为保证区域内居民的用 水安全，防止大范围流域水体富营养化提供理论基础。 关键词：地下水；“三氮”迁移转化规律；数值模拟 - I - Abstract This study targets to Qianyanzhou agro-ecosystems and was conducted in the city of Jian in the Jiangxi province. The migration and transformation of ammonia-nitrite- nitrates in groundwater was studied under the hydro geological conditions. With real results and experiments data, the research plots were separated regularly and generalized boundary conditions by analyzing different soil using styles and reaction factors. And the groundwater flow and pollutions transport were also simulated by Visual MODFLOW. The results sh