滨海水库沉积物盐分释放水化学特征变化

以北大港水库为研究区,通过野外实地采样和批试验相结合的方法,对滨海水库库水和沉积物混合后盐分和各主要离子指标的变化规律进行分析,探究库水和沉积物之间的水文地球化学作用,揭示水库咸化机理。结果表明：库水和沉积物在混合条件下,沉积物中的盐分会释放到库水中,各水化学指标能够快速地达到平衡;各采样点溶解性总固体(TDS)均先快速增加,而后盐分释放达到平衡,平衡后TDS释放量整体呈现出水库下游采样点>水库上游采样点的规律;Na⁺和Cl^-是库水和沉积物水文地球化学作用过程中发生变化的主要离子,Na⁺、Cl^-最大释放量分别为7 597.25 mg/kg和11 097.00 mg/kg。在库水和沉积物相互作用中各采样点的Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺和SO₄^2-发生着不同程度的增加或减少,Cl^-均有所升高,HCO₃^-     

新会区地下水水化学特征及成因

为探索新会区地下水水化学特征及成因 , 本研究采集 120 组新会区地下水样品 , 运用利用 Gibbs 图、Durov 图、离子比例法、饱和指数法等方法分析地下水化学特征及其控制因素。结果表明：(1)新会区地下水 p H呈弱酸性 , 松散岩类孔隙水中主要阴阳离子主要为 Ca²⁺和 HCO₃^-, 水化学类型以 HCO₃^-Ca 型水为主 , 其次为 Cl-Na型水。基岩裂隙水中主要阴阳离子主要为 Na⁺和 Cl^-;水化学类型以 Cl-Na 型水为主 , 其次为 HCO₃-Na 型水。(2)新会区地下水中 Na⁺、K⁺、和 Cl^-主要来自岩盐矿物的溶解 , 过量的 Na⁺、K⁺来源于钠长石和钾长石等硅酸矿物的溶解、阳离子交换作用以及人类活动的影响 , 并且松散岩类孔隙水中的硅酸盐的溶解作用明显强于基岩裂隙水。...     

大连地区地表水化学组成及形成控制因素研究

为研究大连地区地表水化学组成特征,明晰其影响因素及主要离子来源,服务流域水资源管理,本文综合采用阿列金分类法、Pearson相关性分析、Gibbs图、离子比值分析和风化端元图等方法对大连地区地表水化学组成及形成控制因素进行研究。结果表明,大连市地表水化学类型主要以C_Ⅲ^Ca型水为主;Ca²⁺与Mg²⁺、K⁺、SO₄^2-、HCO₃^-、Cl^-五种离子来源相似,并且是溶解性总固体的主要来源。Na⁺、K⁺与Cl^-没有呈现相关性,表明该地区地表水没有受到海水入侵影响;大连地区地表水受到含盐地层溶滤作用和硅酸盐岩的风化溶解作用双重影响,并且主导作用为碳酸盐岩风化的溶解作用。     

黄河三角洲地区冬小麦微咸水灌溉制度模拟

合理开发浅埋区地下微咸水用于灌溉不仅可以解决水资源短缺的问题,而且可以通过降低地下水位减轻土壤次生盐碱化,改善作物生长的水土环境。选择淡水资源紧缺、地下水埋深浅、土壤水盐运动剧烈的黄河三角洲地区,基于FEFLOW软件建立了引黄灌区的水流与溶质运移数值模拟模型,并应用率定和验证后的模型对多种微咸水(矿化度为2~5 g/L)灌溉方案进行模拟,综合考虑地下水位临界深度和冬小麦生育期耐盐极限,确立了较优的微咸水灌溉制度,包括一次性灌足关键微咸水、微咸水与淡水混合灌溉、微咸水与淡水轮流灌溉三种灌溉方式。     

菏泽市区域深层地下水环境背景值研究

地下水环境背景值是进行地下水水质评估、污染判定及治理效果评价的基础和重要依据。为构建菏泽市区域深层地下水监测评估体系及预警体系,提高地下水管理质量和效益,以2013～2019年菏泽市地下水饮用水源地专项调查及监测数据为基础,运用数理统计方法计算获取了深层地下水(>350m)15项指标的环境背景值及统计特征值。结果表明：13项指标属于《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)Ⅰ～Ⅲ类,达到优良水平;而F^-和Na⁺两项指标浓度分别为2.47mg/L、208mg/L,分别属于Ⅴ类、Ⅳ类标准,质量较差,是原生劣质指标。相关分析表明TDS与SO₄^2-、Cl^-、总硬度等显著正相关;F^-、Na⁺除两者本身显著正相关外,它们分别与pH值显著正相关,与总硬度显著负相关。利用F值评价法对地下水环境背景值代表的水质状况进行综合评定,结果为较差、极差水平。     

人为活动影响下赣江南昌段水化学演化特征

收集了长江水系赣江外洲水文站1958—2013年年鉴数据,分析了赣江南昌段河水水文和水化学季节性变化规律及演化趋势,探究了长期人为活动对河水水化学的影响。结果表明,由于气候变化或人为调蓄作用,1958—2013年径流量季节性变化逐渐趋于平缓;HCO₃^-和Ca²⁺为赣江流域主要阴阳离子,分别占相应离子总量的75.3%和51.9%;1958—2013年不同时间段河水水化学阳离子变化不大,而阴离子变化较为显著。赣江碱度和河水(Na⁺+K⁺)/Cl^-研究均表明,人为活动的变化为水化学演化的主导因素。     

青海湖沙柳河流域浅层地下水水化学组成空间分布特征

地下水水化学组成空间分布对地下水资源科学管理保护具有重要意义。基于青海湖沙柳河流域不同典型月份地下水水化学组分数据，利用GIS空间分析方法对该流域地下水主要阴阳离子浓度、pH值、TDS浓度等的空间分布及其来源的空间异同性进行了研究。结果显示：(1)不同月份阴阳离子空间分布差异较大，6月份离子空间分布差异比1月份和10月份较为明显。6月份比1月份流域地下水K⁺、Na⁺、F^-和SO₄^2-浓度的高值区范围缩小，Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-浓度的高值区范围扩大，NO₃^-浓度的高值区与低值区范围无明显变化。10月份比6月份Ca²⁺、Mg²⁺、NO₃^-和HCO₃^-浓度高值区缩小，K⁺、Na⁺     

北京市典型再生水灌区土壤质量现状研究

选择北京市典型再生水灌区,对再生水、井渠混合、井水3种灌溉类型的土壤进行布点监测,分析研究再生水灌溉对土壤质量的影响。结果表明,再生水灌溉后土壤盐分、钠离子、氯离子等含量略有增加,但与作物适宜范围相比仍处于较低范围,危害程度较低;对重金属含量及土壤pH值含量影响很小,且显著提升了土壤的有机质及保肥能力。     

膜孔灌微咸水矿化度对棉花苗期生长影响

利用微咸水灌溉是农业用水开源节流的主要方式之一,将微咸水与其先进的灌溉方法相结合,可高效利用有限的水资源。将微咸水和膜孔灌相结合,通过不同矿化度的微咸水膜孔灌棉花灌溉试验,研究了膜孔灌下微咸水矿化度对土壤水盐运移特征及棉花苗期的影响。试验微咸水矿化度处理包括2、3、5、7和0 g/L(CK),统一灌水量为2 m3/hm2。试验结果显示:微咸水矿化度大于5 g/L时,棉花出苗率随矿化度的增加而减小,叶片净光合速率和蒸腾速率随着微咸水矿化度的增加而逐渐降低,但矿化度为0~5 g/L的灌溉微咸水对棉花苗期生长的影响不明显;随着微咸水矿化度的增加,土壤电导率也在增加,土壤含水率随着土层深度的增大而逐渐减小。上述结果表明,矿化度大于5 g/L的灌溉微咸水能显著影响棉花苗期生长。这对微咸水膜孔灌在棉花种植方面的应用有积极的意义。     

盐渍化土壤环境下微咸水利用模式探讨

为探讨盐渍化土壤环境下微咸水的利用模式,在内蒙河套灌区的典型盐渍化试验区开展了微咸水灌溉试验,并针对盐渍化土壤的空间变异性,以试验实测数据及SWAP模型为基础构建了区域土壤水盐运移模型系统。田间试验结果表明,在盐渍化土壤上进行咸水灌溉,生育期土壤呈积盐状态,但其未对作物生长及产量构成较大威胁;基于区域土壤水盐运移模型系统进行了不同微咸水利用方案的数值试验,结果显示,生育期各方案都有所积盐,但经过秋浇灌溉后,土壤积盐大幅度减少,研究区整体处于脱盐状态,并得出盐渍化土壤条件下对区域土壤环境影响较小的生育期咸淡水轮灌优化方案,即1水90mm （淡水） 、2水75mm （淡水） 、3水115.5mm （3.84g/l微咸水）、4水115.5mm （3.84g/l微咸水） 的 “淡咸咸” 灌溉模式。     

再生水灌溉对土壤中痕量有机污染物分布的影响

为探究再生水灌溉对土壤中有机污染物分布和含量的影响,以芹菜为研究对象,通过设置清水(CK)、再生水(T1)和清水-再生水交替灌溉(T2)等3种灌水处理,开展灌溉试验。经监测芹菜不同生育期、不同土层深度下4种典型污染物即多环芳烃PAHs、邻苯二甲酸酯PAEs、酚类、药物及个人护理物PPCPs的含量变化发现:不同灌溉水质处理条件下,不同深度土壤中PAHs、 PAEs、酚类、药品与PPCPs含量分别为169.60～737.23、 1 953.76～8 659.76、 24.03～125.99、37.30～96.10μg/kg。与清水灌溉相比,芹菜不同生育期再生水灌溉会引起土壤表层有机污染物含量的轻微上升,但对深层土壤无明显影响。从有机污染物组成来看,土壤样品中PAHs、PAEs、酚类和PPCPs的主要组分分别为菲和苯并(k)莹蒽、邻苯二甲酸二丁酯DBP和邻苯二甲酸二甲酯DMP、双酚A、盐酸普萘洛尔,此研究成果可为再生水利用提供参考。     

永定河平原区河段生态补水对浅层地下水水质影响机理分析

为了研究永定河平原区河段生态补水不同水源对研究区浅层地下水水质影响,开展生态补水对浅层地下水水质影响研究非常必要。以永定河平原区河段为研究区,使用水均衡等方法对研究区浅层地下水进行分析研究,识别主要水文地球化学作用,探讨生态补水过程中永定河流域平原区地下水水质的演变机理。分析结果表明：在2019—2021年之间,地下水中主要离子浓度在上游河段总体呈升高趋势,而在下游总体呈下降趋势;各水源主要阴阳离子不同,引黄水主要阴阳离子分别为HCO₃^-和Na⁺,南水北调水主要阴阳离子分别为HCO₃^-和Ca²⁺,再生水小红门主要阴阳离子分别为Cl^-和Ca²⁺;地下水水化学特征逐渐从HCO₃^-Ca·Mg·Na型水向Cl·HCO₃^-Ca·Na型水转变;永定河生态补水后引起地下水水质变化起主导作用的是混合作用,其次是阳离子交替吸附作用,溶滤作用和蒸...     

灌溉水中盐分对土壤结构性质及水流运动特征的影响

再生水和微咸水等用于农田灌溉对缓解农业用水紧缺、保证粮食稳产高产方面作用显著。但这些非常规灌溉水中的盐分进入受灌农田土壤会引起土壤结构性质的改变,进而引起入渗水流运动特征的变化,增大了农业灌水和施肥的管理难度及地下水受污染的风险。本文通过室内灌水入渗试验,研究了灌溉水盐分浓度(0、1.0、3.0和5.0 g/L)、灌水频率(1天1次、2天1次、4天1次)、含盐灌溉水-清水交替灌溉模式(纯清水灌溉、纯含盐灌溉水灌溉、含盐灌溉水-清水交替灌溉)对受灌土壤容重、团聚体结构稳定性、孔隙结构特征、地表入渗性能以及入渗水流运动非均匀特征的影响。结果表明,适度的盐分浓度、较低的灌水频率但较大的灌水定额、含盐灌溉水-清水交替灌溉均有利于提升土壤团聚体的稳定性、抑制土壤板结、改善受灌土壤的地表入渗性能、降低入渗水流运动的非均匀性。研究成果对再生水和微咸水农田灌溉制度设计具有参考价值。     

极端洪涝作用下江西乐安河沿岸地下水化学组分特征及来源分析

为研究极端洪涝作用下乐平市乐安河沿岸地下水化学组分来源及环境健康风险,综合应用图示法、数理统计、主要离子比等方法,对研究区洪涝期间及洪涝后期24组浅层地下水样品的22项指标进行了分析。结果表明：不同时期地下水主要化学组分无显著差异,均属弱酸性的低矿化度淡水,优势阴、阳离子分别为HCO^-₃、SO₄^2-、Ca²⁺、Na⁺、K⁺。地下水水化学类型空间差异明显,洪涝期间以HCO₃-Ca·Na型和HCO₃·SO₄-Ca·Na型为主,洪涝后期出现Cl型及NO₃型水。地下水主要组分的形成主要受控于水-岩相互作用、硅酸盐矿物溶解、阳离子交替吸附作用,局部地区受农业施肥、污水排放等人为活动干扰。洪涝灾害发生后地下水水质较差,不适宜直接饮用,污染指标主要为氨氮、NO^-₃、Mn、Cd,污染物来源于地表-地下水混合、洪水对土壤中...     

咸水膜下滴灌对棉花品质和产量的影响

在相同灌溉水量条件下,以不同比例混合塔里木盆地干旱区矿化度为3.56g/L的地下咸水和矿化度为0.4g/L的地表淡水,设置6种处理,采用膜下滴灌技术充分灌溉新陆早13号棉花,探求土壤水盐的动态变化规律和咸水灌溉对棉花品质与产量的影响。结果表明:在整个灌溉期,不同咸水灌溉0～20cm表层土壤的含盐量变化最大,0～50cm次之,0～100cm最小;非灌水期土壤含盐量随着体积含水量的减少而增加,灌水期土壤含盐量随着灌水量和灌水次数的增加而显著减少;咸水灌溉虽然使单株铃数减少、棉花减产,但对棉花衣分和单铃重没有影响。     

辽阳县不同深度地下水化学特征及其控制因素研究

通过调查采样辽阳县不同深度地下水样，综合利用多种方法揭示不同深度地下水化学特征及控制因素。结果表明：辽阳县浅层和中深层地下水优势阴离子为HCO₃^-,优势阳离子为Ca₂⁺与Na⁺;浅层、中深层地下水TDS均值为780.51mg/L和571.68mg/L,除浅层有3组微咸水外其余均为淡水；浅层地下水化学类型复杂，而中深层相对简单；人类活动、阳离子交替吸附作用和岩石溶滤作用共同影响着地下水化学特征，并且人类活动对浅层影响相对更大，一般不会对中深层水造成明显影响。     

考虑孔隙修正和动态边界条件的混凝土中氯离子精细化电迁移模拟

针对原有混凝土中氯离子电迁移模型需要依据实验结果优化扩散系数,导致模型物理含义不明晰,适用性较差的问题,该本文提出了一种精细化的、基于Poisson-Nernst-Planck(PNP)模型的、混凝土中多离子电迁移模拟方法。对于电场作用下,混凝土中多离子的快速迁移的精细化模拟,在考虑混凝土孔隙曲折度的基础上,增加了对于孔径大小的考虑,引入孔隙修正系数。并且考虑阴极和阳极的反应和混凝土中多离子(Cl^-,Na⁺,K⁺,OH^-)的传输,提出了边界条件动态调整算法。最终模拟得到的氯离子侵蚀深度、氯离子浓度分布和离子迁移过程中的电流变化,与实验结果相互吻合,模拟与实验误差不超过5%。这种考虑孔径大小引入孔隙修正系数和边界动态调整算法的模型,物理含义更为明确,与实验情况相吻合,为实现了电场作用下混凝土中氯离子的精细化模拟提供参考。     

农田土壤重金属Cd的环保淋洗剂筛选研究

土壤淋洗是一种有效修复重金属污染土壤的方法,而淋洗剂的选择是淋洗过程的关键因素,直接影响淋洗效率。研究了4种淋洗剂(乙酸、柠檬酸、CaCl₂、FeCl₃)对Cd轻度污染的农田土壤淋洗性能及影响因素。结果表明:淋洗效果依次为FeCl₃＞柠檬酸＞乙酸＞CaCl₂;FeCl₃的淋洗机理是Fe³⁺与土壤中的Cd²⁺离子交换,其水解出的H⁺可促进碳酸盐结合态Cd溶出,Cl^-还可与Cd²⁺形成稳定的螯合物;经优化后的最佳的淋洗条件是固液比为1∶5,浸提时间为4 h,此时乙酸、柠檬酸、CaCl₂和FeCl₃的最大土壤Cd去除率分别为30.24%,24.62%,24.82%,81.90%;pH值对淋洗效果的影响较大,除CaCl₂外,3种淋洗剂的淋洗效果都随pH值的升高而降低(pH值在2.5～5.0范围内),FeCl₃的淋洗效果降低最为显著。研究成果可为Cd污染农田土壤修复提供技术支撑。     

灌溉水质对土壤和夏玉米多氯联苯含量影响的试验研究

为明确不同灌溉水质对土壤和夏玉米中多氯联苯PCBs含量的影响,2015年在北京市通州区永乐店镇北京市灌溉试验中心站布置了田间灌溉试验,设置了再生水灌溉、再生水和清水(地下水)交替灌溉和清水灌溉等3个处理,每个处理设置3个重复。采用气相色谱-质谱仪分析了土壤和夏玉米籽粒中7大类PCBs含量。研究结果表明采集的表层土壤和夏玉米籽粒仅四氯联苯含量高于实验检出限,一氯联苯、二氯联苯、三氯联苯、五氯联苯、六氯联苯和七氯联苯均未检测出。表层土壤PCBs含量为ND(未检出)至0.06μg/kg,各处理间没有显著差异;土壤PCBs含量远低于加拿大农业土壤质量指导值和荷兰土壤质量标准中的干预值,且其生态风险概率小于10%。供试5个品种夏玉米籽粒产量为1.03~5.92t/hm~2;与清水灌溉相比,再生水灌溉条件下夏玉米籽粒产量增加52%~116%。甜玉米2000除外,其他品种夏玉米再生水灌溉条件下籽粒产量显著高于清水灌溉。夏玉米籽粒PCBs含量为ND至1.74μg/kg,总体上同一品种不同灌溉水质条件下籽粒PCBs含量无显著差异。夏玉米籽粒PCBs含量低于美国卫生及公共服务部建议指标。     

石羊河流域咸水灌溉下土壤水盐动态及春玉米产量模拟

为了探究石羊河流域地下咸水资源的利用方式,利用春玉米咸水灌溉田间试验观测资料对SWAP(SoilWater-Atmosphere-Plant)模型参数进行了率定和检验,并利用率定参数后的SWAP模型模拟了较长时期咸水灌溉对土壤盐分动态及春玉米产量的影响。研究结果表明:土壤含水量、土壤含盐量和春玉米产量的实测值与模拟值吻合较好,均方误差(RMSE)和平均相对误差(MRE)均在允许的误差范围之内,经过率定和检验后的SWAP模型可以用于研究区春玉米咸水灌溉的模拟;较长时期咸水灌溉模拟结果表明,在模拟期内,矿化度在3. 0 mg/cm~3以下的微咸水灌溉土壤盐分累积量在2. 8 mg/cm~3以下,春玉米减产幅度在20%以内,矿化度在6. 0 mg/cm3以上的咸水灌溉土壤盐分累积量在4. 0 mg/cm~3以上,春玉米减产幅度在38%以上。在研究区可以较长时期利用灌水矿化度低于3. 0 mg/cm~3的微咸水进行灌溉,土壤积盐量较少,对春玉米产量影响较小,可以达到合理利用地下咸水资源的目的。