本文選題：煤矸石溫度場 + 水分空間分布　； 參考：《安徽理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：為探析煤矸石基質(zhì)風(fēng)化過程中溫度場影響特征及復(fù)墾效應(yīng),本文通過構(gòu)建不同類型的復(fù)墾復(fù)墾地塊,建立土壤墑情監(jiān)測基站,分層分區(qū)埋設(shè)高精度溫度和濕度傳感器,動態(tài)監(jiān)測重構(gòu)土壤水平與垂向梯度的溫度及水分,分析了溫度場變化機(jī)理及其影響下土壤水分的空間分布特征,并利用數(shù)學(xué)方法構(gòu)建了熱耦合水分遷移模型。同時通過測定了上覆土壤的理化性質(zhì)指標(biāo)、農(nóng)作物的生理生態(tài)特性及重金屬含量,評定了復(fù)墾地塊土壤質(zhì)量等級,分析了農(nóng)作物的食品安全性,研究了污染物在農(nóng)作物中的空間分布和富集特征,并進(jìn)一步確定復(fù)墾效應(yīng)最佳的煤矸石基質(zhì)顆粒配比和覆土厚度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:(1)煤矸石基質(zhì)在與水和大氣發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)過程中會釋放熱量,使得經(jīng)壓實(shí)后散熱環(huán)境不良的煤矸石充填基質(zhì)內(nèi)部溫度也不斷積聚變化,其中以粗粒徑煤矸石為充填基質(zhì)的復(fù)墾地塊溫度場變化最為劇烈;對各復(fù)墾地塊土壤溫度、水分?jǐn)?shù)據(jù)分析可得,重構(gòu)土壤溫度與水分相關(guān)性顯著,在一定溫度范圍內(nèi),土壤水分是隨著溫度增加而增加,超過限值,土壤水分隨土壤溫度升高而降低。(2)六類復(fù)墾復(fù)墾地塊的土壤水分、土壤速效養(yǎng)分均低于原狀地塊。作為充填基質(zhì)的煤矸石速效養(yǎng)分難以釋放,持水保肥能力差。綜合考慮土壤質(zhì)量綜合指標(biāo)值、小麥株高、產(chǎn)量以及復(fù)墾工程的生態(tài)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益等方面,由數(shù)據(jù)分析可得知,煤矸石復(fù)墾地的覆土厚度選擇在50cm,即可滿足作物生長需求;煤矸石粒徑為中粗級配比(80mm的煤矸石所占比例分別為70%)是比較合理的。(3)六類復(fù)墾地塊小麥籽粒中As、Cu、Zn、Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)均低于重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)限值,處于安全水平;除Ⅵ號復(fù)墾地塊Cr含量低于1.Omg/kg的重金屬限值外,其余各復(fù)墾地塊小麥籽粒中Cr質(zhì)量分?jǐn)?shù)均超標(biāo),最大值高于標(biāo)準(zhǔn)值1.83倍。各復(fù)墾地塊種植的小麥籽粒中的重金屬元素富集程度均低于其他器官,As、Cu、Pb、Zn、Cd、Cr等重金屬元素在小麥莖中的富集程度高于其他器官。
[Abstract]:In order to analyze the influence characteristics of temperature field and reclamation effect in weathering process of coal gangue matrix, this paper establishes the base station of soil moisture monitoring by constructing different types of reclamation land, and lays high precision temperature and humidity sensors in stratified subdivision. The temperature and moisture of horizontal and vertical gradient of soil were dynamically monitored and reconstructed. The variation mechanism of temperature field and the spatial distribution characteristics of soil moisture under the influence of temperature field were analyzed, and the thermally coupled water migration model was constructed by mathematical method. At the same time, the physical and chemical properties of the overlying soil, the physiological and ecological characteristics of crops and the content of heavy metals were determined, and the soil quality grade of the reclaimed land was evaluated, and the food safety of the crops was analyzed. The spatial distribution and enrichment characteristics of pollutants in crops were studied, and the optimum proportion of coal gangue matrix particles and the thickness of overlying soil were determined. The experimental results show that the coal gangue matrix releases heat during the physicochemical reaction with water and the atmosphere, which makes the internal temperature of the coal gangue filling matrix, which has poor heat dissipation after compaction, also continuously accumulates and changes. The temperature field of reclaimed land with coarse coal gangue as filling matrix is the most dramatic, and the soil temperature of each reclamation plot can be obtained by water data analysis, and the correlation between soil temperature and water content is significant in a certain temperature range. Soil moisture increased with the increase of temperature and exceeded the limit value. Soil moisture decreased with the increase of soil temperature. The available nutrients of coal gangue as filling matrix are difficult to release, and the capacity of soil and water conservation and fertilizer conservation is poor. Considering the comprehensive index value of soil quality, wheat plant height, yield, ecological environmental benefit and economic benefit of reclamation project, it can be known from the analysis of data. The thickness of covered soil of coal gangue reclamation land is 50 cm, which can meet the demand of crop growth. The proportion of coal gangue with medium to coarse ratio of 80 mm is 70) it is reasonable. 3) the mass fraction of As-CuCuZn-Zn ~ (+) CD in wheat grain of six types of reclamation land is lower than the limit of heavy metal content, and it is at the safe level. With the exception of Cr content in reclamation plot VI being lower than the limit of 1.Omg/kg, the content of Cr in wheat grain in other reclamation plots exceeded the standard, and the maximum value was 1.83 times higher than the standard value. The enrichment degree of heavy metal elements in wheat grains planted in different reclamation plots was lower than that in other organs, such as As-CuCuPbPbPbPbPbZn-Cdzhu-Cr, in wheat stems, which was higher than that in other organs.
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TD849.5;TD88

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本文編號：1785620