保定东部平原区农田土壤与地下水硝态氮变化规律研究

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随着社会的发展环境问题越来越多,地下水体污染也成为人们的重点关注领域。本文的研究区选在京广铁路以东白洋淀以西的保定东部平原区,以稍态氮为研究对象通过田间试验分析农田土壤中硝态氮的变化规律,然后结合研究区相关的水文地质资料与观测数据运用MODFLOW软件建立研究区地下水溶质运移模型,通过软件模拟来预测未来不同条件下地下水硝态氮的污染程度,并提出合理的控制措施,为生活与农业生产提供参考。  采取田间试验观测与数值模拟相结合的方法。在研究区内选择典型种植农田进行田间试验观测,包括土壤的物理性质、0~200cm内分层土壤的含水率、0~200cm内分层土壤的硝态氮浓度、地下水位、地下水硝态氮浓度。通过对田间试验观测数据与相关资料分析,得出降水与灌溉是影响土壤含水率的主要因素,降水与施肥是影响各层土壤内硝态氮浓度分布的主要因素。在玉米生长期,0~200cm土层内土壤硝态氮浓度呈单峰曲线分布;在小麦生长期,0~200cm土层内土壤硝态氮浓度呈单调曲线分布。通过对各层土壤硝态氮累积量的计算,得出土壤中的硝态氮有从浅层向深层淋失的规律。通过对试验田9眼井的年内水位变化分析可以得出,地下水位的变化与降水、灌溉密切相关;地下水硝态氮浓度的变化与土壤硝态氮的浓度变化相比具有滞后性,降水、施肥、灌溉是地下水硝态氮浓度变化的主要影响因素。  建立了能够反映实际水文地质条件并可以进行模拟预测的地下水溶质运移模型。通过把2015年1月的地下水水位与地下水硝态氮浓度作为初始条件然后改变不同的降水、灌溉、施肥条件,组成三种模拟方案,预测10年后研究区地下水水位与地下水硝态氮浓度变化。结果显示,在不改变现有条件的情况下,到2015年研究区地下水水位下降了4m左右,地下水硝态氮浓度增加了18mg/L左右;在其他条件不变,地下水开采量为现状75%的情况下,到2015年研究区地下水水位下降了2m左右,地下水硝态氮浓度增加了13 mg/L左右;在地下水开采量与施肥量都为现状75%的情况下,地下水硝态氮浓度增加了5mg/L左右。可以通过控制地下水的开采量与施肥量来减少对硝态氮对地下水的污染。
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