呼兰河流域位于我国黑龙江省中部松嫩平原东部,是重要的农业生产区。近年来,农业生产活动导致严重的氨氮污染问题,对流域内人民的生产生活造成威胁,因此灌溉条件下氨氮的迁移过程研究得到广泛关注。目前该流域水田灌溉以开采浅层地下水为主,但由于原生地质条件,地下水中铁离子含量较高,已有文献表明铁的存在会影响氨氮在环境中的迁移转化行为,因此本文针对呼兰河流域地下水质量特征,开展高铁含量地下水灌溉对氨氮在包气带中迁移过程的影响研究,研究成果将为该区域农业生产活动的调整以及地下水合理开发利用提供理论依据。本文充分调查了研究区的水文地质条件和农业活动情况,并分析了呼兰河流域用于灌溉的浅层地下水水质特征;在此基础上,采集灌区内包气带土壤样品,开展室内铁与氨氮的静态吸附和土柱共迁移模拟实验,定量刻画灌溉水中铁离子对氨氮在不同土壤介质中吸附与迁移行为的影响;采用Hydrus-1D软件对研究区代表性土壤剖面氨氮迁移过程进行数值计算,并基于计算结果评估氨氮迁移进入地下水的风险程度。通过上述研究,取得如下结论:1)研究区68个地下水样品检测结果显示,有55.9%的地下水样品不满足地下水Ⅲ类水质标准,其中锰、铁和氨氮为主要超标项,超标率分别为39.7%、20.6%和19.1%,最大浓度分别为3.27mg/L、14.4 mg/L、1.66 mg/L,是Ⅲ类标准值的31.7倍、34.6倍和2.3倍。2)灌区内包气带不同介质类型内氨氮的吸附行为具有明显差异,粘土对氨氮的吸附能力明显大于粗砂,吸附容量分别为6.53 mg/kg、21.5 mg/kg,粘土是粗砂的3.29倍。当灌溉水中含有铁离子时,粘土对氨氮的吸附能力减弱,吸附容量减小为16.8 mg/kg,缩小了0.78倍;而粗砂对氨氮的吸附能力增强,吸附容量增大为8.89 mg/kg,扩大了1.36倍。3)氨氮在不同土壤介质中的迁移能力表现为:粘土中氨氮的迁移能力明显低于粗砂,迟滞因子R值分别为33.9和18.5,即氨氮在粘土中的迁移能力是粗砂的0.55倍;高铁水灌溉条件下氨氮在粘土中的R值变为30.7,迁移能力提高,而在粗砂中R值变为22.5,迁移能力降低。4)吸附和转化是氨氮迁移能力的影响因素,当介质为粗砂时,迁移过程主要受吸附作用的影响,而介质为粘土时迁移过程同时受到吸附和转化的影响,在高铁水灌溉条件下氨氮的转化能力显著提高,氨氮转化量可由0.87mg/L增至4.32mg/L,扩大了4.97倍。5)基于Hydrus-1D的氨氮迁移数值计算结果显示:不同包气带地层结构决定了氨氮进入地下水的时间,粘土层厚的地方氨氮穿透包气带所需时间长,而当粘土和亚粘土层厚度相近时,粗砂层的厚度对氨氮的影响也十分明显,模拟点4的粗砂厚度约为点3处厚度的2.5倍,但最终的氨氮浓度值却相差了4倍。6)根据氨氮迁移至地下水面处的浓度达到地下水Ⅲ类水质标准的时长,对研究区水田区氨氮污染风险等级进行评估,结果显示:当使用无(低)铁水灌溉时,北林区中部、望奎县西南部为低污染风险区,望奎县西部、北林区西部与东北部、兰西县东北部为中污染风险区,海伦市西南部、望奎县西北部、北林区东部、庆安县中部、兰西县东部为高污染风险区,低风险、中风险和高风险区域总面积分别占水田研究区的19.8%、21.6%和58.6%;当灌溉水改为高铁地下水时会导致部分地区污染风险提升,望奎县西南部由低污染风险区变为中污染风险区,低风险区域总面积下降到13.8%,而中风险和高风险区域总面积分别提升至25.5%和60.7%。7)针对呼兰河流域地下水氨氮污染问题,为了保护地下水资源,遏制地下水氨氮污染进一步恶化,提出以下建议:对高风险地区应减少氮肥的施用量,合理施用氮肥,从源头上减少地下水被氨氮污染的可能性,同时减少使用地下水灌溉,尽可能使用地表水。中风险地区则尽量使用铁含量较低的地下水进行灌溉。