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Arid
南疆绿洲棉田灌排水水质特征研究
本秋平
出版年2021
学位类型硕士
学位授予单位塔里木大学
中文摘要农业用水资源短缺是南疆农业可持续发展与后备耕地资源开发利用的障碍因素。然而高定额冬春季灌溉在缓解耕地盐渍化同时产生大量农田排水,排水资源直接排入河流,未得到有效利用。因此,农田排水资源化利用即可缓解农业用水资源紧缺,也可提升水资源利用率,针对南疆农田排水水质特征研究十分必要。目前关于南疆农田排水水质特征研究较少,本文以南疆阿拉尔垦区为研究区域,选择连片棉田定点采集冬灌前、冬灌后、生育期灌、排水样,分析不同时期农田灌排水中盐分、养分、重金属含量特征并进行水质评价。研究结果表明:(1)冬灌前、冬灌后、生育期棉田排水矿化度、电导率均显著高于棉田灌水,3个时期棉田排水的矿化度分别是灌水的14.314倍、8.718倍、8.618倍,排水的电导率是灌水的13.036倍、7.025倍、6.302倍。棉田排水生育期有农排水矿化度、电导率显著高于支排、干排水,农排分别是干排的1.712倍、1.739倍。棉田灌排水中以阴离子为主,棉田排水HCO_3~-、Cl~-、Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+、Na~+浓度在3个时期中浓度均显著高于棉田灌水,3个时期支排水HCO_3~-浓度显著高于河流、灌渠水,农排水Cl~-浓度显著高于河流、灌渠水,农排水Ca~(2+)、K~+浓度显著高于其余灌排渠水。不同时期间比较,棉田灌水、棉田排水冬灌前SO_4~(2-)浓度均显著高于冬灌后、生育期,棉田灌水浓度增加85.285、85.726mg/L,棉田排水浓度增加0.186、0.453 mg/L,棉田灌排水冬灌后Ca~(2+)浓度均显著高于冬灌前、生育期,棉田灌水浓度增加10.76、9.246 mg/L,棉田排水浓度增加47.316、44.029 mg/L,各级灌排渠生育期Ca~(2+)浓度显著高于冬灌前、冬灌后、生育期。对棉田灌排水中盐分含量评价得出:冬灌前、冬灌后、生育期棉田灌水均为淡水,适宜灌溉,棉田排水均为中矿化度水,不宜直接用于灌溉,其中冬灌后棉田灌排水Na~+浓度均不宜作物生长。(2)冬灌前、冬灌后、生育期,棉田排水中铵态氮、硝态氮、总氮浓度显著高于棉田灌水,排水铵态氮浓度分别比灌水上升70%、170%、887%,排水硝态氮浓度分别比灌水上升80%、175%、189%,排水总氮浓度分别是灌水的80%、156%、50%。总磷在冬灌后、生育期存在棉田排水浓度显著高于棉田灌水,排水总磷浓度为灌水的1.225倍、1.538倍。3个时期农排水中铵态氮、硝态氮、总氮浓度均显著高于河流、灌渠水,棉田灌排水铵态氮、硝态氮、总磷及棉田排水总氮冬灌后浓度显著高于冬灌前、生育期,灌溉水总氮生育期浓度显著高于冬灌前、冬灌后;河流、灌渠、农排、支排、干排水冬灌后总磷浓度显著高于冬灌前、生育期。单因子污染指数(P_i)、内梅罗污染指数(P_n)评价结果显示3个时期河流、灌渠、农排、支排、干排水总氮浓度均超出《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)V类农业用水标准,处于重度污染状态,总磷处于清洁状态。(3)棉田排水中Cu、As浓度显著高于棉田灌水,分别增加0.011、4.617μg/L。各级灌排水中农排水Hg、Cd、As浓度最大,农排水Hg、As浓度均显著高于干排、河流水,干排水Cu、Zn浓度最大,支排水Pb浓度最大。灌排水重金属来源主要受到农业活动影响,其中Cu与Zn、Hg、Cd、As,Zn与Pb、Hg,Hg与Cd之间存在较强的伴生关系。通过单因子污染指数(P_i)、内梅罗污染指数(P_n)、重金属污染指数(HPI)评价得出水体未受到重金属污染,均符合《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)V类农业用水标准。
中文关键词南疆绿洲 ; 棉田灌排水 ; 水质评价 ; 盐分 ; 养分 ; 重金属
语种中文
国家中国
中图法分类号S562
来源机构塔里木大学
资源类型学位论文
条目标识符http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/355560
作者单位塔里木大学
推荐引用方式
GB/T 7714		 本秋平. 南疆绿洲棉田灌排水水质特征研究[D]. 塔里木大学,2021.
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