基于平衡和非平衡模型的包气带土壤中氨氮运移过程研究

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1、分类号密级中国地质大学（北京>•硕士学位论文基于平衡和非平衡模型的包气带土壤中氨氮运移过程研究学号：2105120003研究生：杨欢.专业：水利工程研究方向：水资源开发、管理与评价指导教师：侯立柱副教授企业异师：王健康高级工程师2015年5月声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得中国地质大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我d同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：

2、义日期：減h关于论文使用授权的说明本人完全了解中国地质大学有关保留、使用学位论文的规定，目卩：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。y公开•保密（一_年）（保密的论文在解密后应遵守此规定）攻，/A1签名导师签名:期：y>)t-Lv分类号密级中国地质大学（北京）硕士学位论文基于平衡和非平衡模型的包气带土壤中氨氮运移过程研究学号：2105120003研究生：杨欢专业：水利工程研究方向：水资源开发、管理与评价指导教师：侯立柱副教授企业导师：王健康高级工程师2015年5月ADi

3、ssertationSubmittedtoChinaUniversityofGeosciencesforMasterDegreeStudiesofammonianitrogeninthevadosezonebyequilibriumandnonequilibriummodelsMasterCandidate:YangHuanMajor:HydraulicEngineeringStudyOrientation:Thedevelopment,managementandevaluationofwaterresourcesDissertationSupervisor

4、:AssociateProf.HouLizhuSeniorEngineer.WangJiankangChinaUniversityofGeosciences(Beijing)May,2015摘要近几十年来，我国水体污染的现象日趋严重，而农业化肥的大量使用是造成水体污染的最主要原因之一。据调查，房山区每年施用的氮肥数量都大大超过了最适宜施肥量，区内水环境污染现象日益严重。本文针对房山新镇地区施肥过量的情况，以氨氮为研究对象，通过土柱试验模拟氨氮在包气带土壤中的迁移转化过程，将试验结果通过Hydrus-1D软件进行数值模拟，二者结合，研究氨氮在研究区包气带中的运

5、移转化规律，并对主要参数及其敏感性进行分析。研究发现：（1）氨氮在土柱中的运移过程受吸附作用明显，而受硝化作用影响较小，可以忽略；优先流的产生对氨氮的运移有较大影响，可以导致氨氮短时间快速向下迁移。根据穿透曲线计算出了各层土-水分配系数及阻滞因子，计算结果表明研究区浅层包气带土壤对氨氮的截留最强的位置在30~45cm处。（2）利用Hydrus-1D软件分别采用平衡模型、一点模型和两区模型模拟氨氮在两土柱中的运移过程，对比实测数据，发现无优先流土柱的模拟结果与实验室实测值具有良好的一致性，而有优先流产生的土柱拟合性较差。（3）对比三种数值模型对氨氮运移的模拟情

6、况，对于反应性溶质的运移过程，一点模型和两区模型较平衡模型拟合度更高；在无优先流条件下，对于土柱上半部分的模拟，一点模型比两区模型模拟值与实测值更贴近；而对土柱下半部分的模拟，则两区模型比一点模型拟合效果更优。（4）三种数值模型中各参数敏感性分别为：平衡模型中，土-水分配系数>纵向弥散度；一点模型中，土-水分配系数>一级反应速率常数>纵向弥散度；两区模型中，土-水分配系数>瞬时平衡吸附点位分数>传质系数>纵向弥散度>不动区含水量，其中不动区含水量敏感性很低，与通常的认识有差异。这些参数中，土-水分配系数主要影响土壤对氨氮的吸附量，而其余参数则主要影响土壤对氨

7、氮的吸附速率。关键词：氨氮，包气带，土柱，Hydrus-1D，参数敏感性ABSTRACTInrecentdecades,waterpollutionisincreasinglyseriousinourcountry.Theuseofagriculturalfertilizerisoneofthemaincauseofwaterpollution.Accordingtothesurvey,inFangshanDistrict,fertilizernitrogeninputsignificantlyexceededthemostsuitableamountoff

8、ertilizer.Andwaterpollutio