【摘要】：采油廢水對(duì)環(huán)境的污染已經(jīng)逐漸引起了環(huán)境學(xué)家的重視,尤其是高含鹽量的采油廢水還將引起土地鹽漬化,土壤鹽漬化是全世界許多干旱、半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)量下降的主要原因。然而,由于缺乏規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和指導(dǎo)性試驗(yàn)方法,環(huán)保部門暫時(shí)無法正式嚴(yán)格控制高含鹽量的采油廢水的脫鹽化處理流程。為此,本文利用室內(nèi)土柱試驗(yàn)進(jìn)行了雙組分鹽水(氯化鈉和硫酸鎂)在非灌溉土壤中潛在蒸散規(guī)律的研究,分析了蒸散時(shí)間、地下水位和土壤容重對(duì)潛在蒸散過程中土壤水鹽運(yùn)移的影響,建立了該試驗(yàn)條件下土壤水鹽運(yùn)移的HYDRUS模型,利用HYDRUS-1D軟件對(duì)非灌溉區(qū)土壤中水鹽的運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行了模擬,對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證,并對(duì)模型中參數(shù)的敏感性進(jìn)行了分析。主要結(jié)論如下:(1)一維土壤水鹽潛在蒸散試驗(yàn)得出土壤濕潤鋒與蒸散時(shí)間、地下水位呈冪函數(shù)關(guān)系。(2)地下水位、土壤容重對(duì)一維土壤中水鹽潛在蒸散過程有顯著影響。蒸散時(shí)間及土壤容重相同時(shí),相同位置處地下水位越低,土壤含水率及含鹽量越小,而濕潤鋒距離地下水位的位置也越高。蒸散時(shí)間及地下水位相同時(shí),相同位置處土壤容重越小,土壤含水率及含鹽量越大,濕潤鋒距離地下水位的位置也越高。(3)蒸散時(shí)間在7至35天對(duì)土壤中水鹽分布的影響較小,但在前7天內(nèi)土壤中水鹽分布變化較為明顯。7天后,隨著蒸散時(shí)間的增大,水鹽分布只在濕潤鋒附近出現(xiàn)明顯的變化,時(shí)間越長距離土壤表面越近的土壤其含水率與含鹽量也越大。(4)潛在蒸散條件下,氯化鈉與硫酸鎂兩種鹽分在土壤中的分布規(guī)律不同,氯離子的在土壤中的運(yùn)移速度明顯大于硫酸根離子的運(yùn)移速度。(5)用所建立的HYDRUS-1D模型對(duì)土壤含鹽量分布進(jìn)行模擬,用土柱試驗(yàn)測得的試驗(yàn)值對(duì)模擬值進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明所建模型能夠很好的再現(xiàn)潛在蒸散過程中鹽分在砂質(zhì)粘壤土中的運(yùn)移過程。揭示了非灌溉地區(qū)鹽分在土壤中潛在蒸散的運(yùn)移規(guī)律。(6)對(duì)模型中參數(shù)的敏感性進(jìn)行分析,得到的數(shù)據(jù)顯示參數(shù)的敏感性由高到低依次為:飽和含水率θ_s?、經(jīng)驗(yàn)參數(shù)α、縱向彌散度D_L、土壤飽和導(dǎo)水率K_s、經(jīng)驗(yàn)參數(shù)n、經(jīng)驗(yàn)參數(shù)I、殘余含水率θ_r?。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S156.4
【圖文】：

試驗(yàn)于 2016 年9月至2017 年5月在北京市房山區(qū)北京理工大學(xué)生態(tài)試。地理位置為北緯 39 度 43 分 33 秒，東經(jīng) 116 度 10 分 16 秒，平均海年日照實(shí)數(shù)約 2700 h，總輻射約 5350 兆焦耳/平方米 年，平均氣溫 11.均降雨量 595 mm，平均蒸發(fā)量 1800-2000 mm。驗(yàn)材料與儀器驗(yàn)土樣取自北京市房山區(qū)北京理工大學(xué)南校區(qū)東南角荒地，對(duì)土樣進(jìn)行，除去其中的碎石、草屑、雜物等，置于干燥地方自然風(fēng)干，過 2 mm用烘干法測得所取土樣的含水率為 6.59 %，把土樣按土壤和水質(zhì)量比液，由土壤浸提液測得土壤初始含鹽量為 0.0598 g/100g，用 PH 計(jì)測 為 7.93。鹽溶液由 NaCl 和 MgSO4組成，質(zhì)量濃度為 5 %，兩者摩爾，均為 0.294 mol/L。利用甲種比重計(jì)法測得土壤的顆粒組成，如表 2.照國際制標(biāo)準(zhǔn)劃分土壤質(zhì)地，如圖 2.1 所示，得出試驗(yàn)所用土樣為砂質(zhì)表 2.2 為試驗(yàn)過程所用儀器。

北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文均勻打磨，以預(yù)防土柱填充過程中對(duì)側(cè)壁進(jìn)行擠壓出現(xiàn)側(cè)壁優(yōu)土柱側(cè)壁每隔 250 mm 用打孔器開一個(gè)直徑 32 mm 的圓孔，測數(shù)據(jù)，在距離土柱低端150 mm處開孔，用于放置土壤鹽分傳邊界條件的數(shù)據(jù)。每個(gè)土柱的孔個(gè)數(shù)依次為 5、6、7、8，另 1850 mm 土柱開孔間隔為 120 mm，共計(jì) 15 個(gè)孔，每個(gè)孔均塞塞住，以便記錄每個(gè)位置的溫度。柱設(shè)計(jì)為圓柱形垂直土柱，供水方式為自下而上。低端鹽溶端，液面高度比土柱低端高出 150 mm，距離土柱頂端 100 m用來模擬太陽光照，土柱頂端溫度保持在 30℃左右。

能夠較好地模擬水分、溶質(zhì)與能量在土壤中的分布，時(shí)空變化，運(yùn)移規(guī)律。HYDRUS-1D 可以處理多種水流邊界，常用的有定大氣邊界以及排水溝、給定流量邊界、水頭和變水頭邊界、滲水邊界等�？刂品匠滩捎觅み|金線狀有限元法進(jìn)行求解。HYDRUS-1D 模型的構(gòu)建主要依據(jù)是土壤水分運(yùn)動(dòng)方程和土壤鹽分運(yùn)動(dòng)方程，而影響模型準(zhǔn)確度的主要因素是模型參數(shù)的選取，因此本章討論了模型參數(shù)選取對(duì)準(zhǔn)確度的影響。4.1 HYDRUS-1D 模擬結(jié)果與驗(yàn)證根據(jù)前面試驗(yàn)所獲得的土壤水分運(yùn)移參數(shù)（表 2.5）、土壤溶質(zhì)遷移參數(shù)（表2.6）、溶質(zhì)分子的擴(kuò)散系數(shù)（表 2.7）、初始條件（表 2.8）及試驗(yàn)記錄的邊界條件按照前文介紹的 HYDRUS-1D 模擬流程構(gòu)建 HYDRUS-1D 模型。本次模型驗(yàn)證選用土壤容重為 1.35 g/cm3，初始含水率 0.0459，初始含鹽量0.648 mg/cm3，地下水位 168 cm，蒸散時(shí)間為 30 天，模擬結(jié)果如圖 4.1 所示。

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5 郎登瀟;師嘉

本文編號(hào)：2801506