【摘 要】
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甘肃省作为一个以农业产业化发展为主的西北大省,农村地区面积广阔,水资源匮乏,农村人口基数大。其农村地区的生活污水主要以厨卫、洗涤等为主,成分简单,重金属等有害物质含量少,目前普遍的排放方式对土壤及地下水存在一定的污染隐患。同时农村地区农药的过度使用加重了对土壤及地下水的污染程度。因此为了加快建设美丽乡村进程,对农村地区典型污水在黄土中的运移规律的研究有重要意义。研究采用室内试验与软件模拟相结合的模
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甘肃省作为一个以农业产业化发展为主的西北大省,农村地区面积广阔,水资源匮乏,农村人口基数大。其农村地区的生活污水主要以厨卫、洗涤等为主,成分简单,重金属等有害物质含量少,目前普遍的排放方式对土壤及地下水存在一定的污染隐患。同时农村地区农药的过度使用加重了对土壤及地下水的污染程度。因此为了加快建设美丽乡村进程,对农村地区典型污水在黄土中的运移规律的研究有重要意义。研究采用室内试验与软件模拟相结合的模式,探讨甘肃省农村地区典型污水在土壤中的运移规律。利用室内实验获取各土壤水力参数及溶质运移的基本参数,通过以清水、不同浓度生活污水、草甘膦和百菌清为下渗液体的土柱对比实验分别对土柱出水中的COD、氨氮、农药草甘膦、农药百菌清的浓度以及各土柱出水量、p H值等指标进行监测,并分析其变化情况。利用HYDRUS-1D软件,结合实验室内获取的各个参数以及实验过程建立溶质运移模型,将实测值与模拟值进行拟合,评价建立的溶质运移模型的可靠性。主要结论如下:（1）通过室内的Na Cl淋滤实验,监测Na Cl在土柱不同深度处的浓度,得到土壤盐分浓度沿程分布曲线、观测处盐分浓度随时间变化曲线,再根据弥散基本理论得到供试黄土的弥散系数和弥散度,弥散系数为0.35 cm~2/min,弥散度为17.5 cm。（2）通过室内生活污水土柱实验研究可得:（1）出水量的变化:在土柱下渗未饱和阶段,土柱出水量呈现出先缓慢降低,然后缓慢升高的趋势,从数值来看低浓度污水土柱出水量始终大于高浓度污水土柱。土柱下渗饱和阶段,两个土柱出水量呈先降低后稳定变化状态。清水渗透过程中先缓慢升高,变幅很小,在土柱下渗饱和后出水量降低然后呈稳定状态,整个下渗过程中清水土柱出水大于低浓度污水土柱出水。（2）p H值的变化:随着下渗时间的增加,p H先呈下降趋势,后p H呈轻微波动状态。当土柱下渗饱和后p H值突然增大直至与进液一致,清水土柱出水p H值大于进水p H值。（3）COD的变化:两个土柱出水中的COD先迅速降低,然后呈缓慢降低趋势,在下渗第31天与34天突然增加,后又呈缓慢增加趋势。（4）氨氮的变化:在初始渗透期间,出水中氨氮的含量低于15%,随着下渗实验的进行,出水中氨氮含量开始迅速增加,直至高浓度污水土柱与低浓度污水土柱分别下渗至43天于46天,出水中氨氮含量达到了95%以上。随着黄土颗粒不断吸附饱和,出水中氨氮含量很少,且呈现相对稳定趋势。（3）通过室内典型农药土柱实验研究可得:（1）初始下渗过程中,土柱出水中草甘膦浓度基本为0%。土柱下渗饱和后,出水中草甘膦的含量大幅度增加,增加到一定程度后农药的含量变化较小,达到平衡稳定变化状态,出水中浓度达到89%。（2）黄土柱对于百菌清的吸附能力远不如草甘膦,在下渗过程中出水中的百菌清浓度以十分缓慢的速度降低至4.7%,在土壤吸附饱和后出水中百菌清的浓度升高至79.6%,但由于百菌清为粉末状,容易在土柱表层累积,其在出水中的浓度始终小于进液浓度。（4）利用HYDRUS-1D软件对污染物在黄土中的溶质运移过程进行数值模拟,并且验证所建模型的可靠性。使用室内试验所得的实测数据对模型进行验证,通过均方根误差、相对误差、符合度指数三项指标对模型拟合效果进行评价,认为拟合效果是可以接受的,能够有效地反映该区域污染物运移状况,模型具有可靠性。
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