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再生水念坛湖周边地下水水质特征及其原因分析

再生水念坛湖周边地下水水质特征及其原因分析

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作者：陶红中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

再生水是缺水城市重要的“第二水源”,无论我国还是许多发达国家都将再生水应用于农业灌溉、景观用水等用途,一方面缓解了城市的用水危机,但另一方面随着再生水的回用,相关的环境问题也逐渐显现。再生水对于生态环境尤其是地下水环境影... 详细信息

再生水是缺水城市重要的“第二水源”,无论我国还是许多发达国家都将再生水应用于农业灌溉、景观用水等用途,一方面缓解了城市的用水危机,但另一方面随着再生水的回用,相关的环境问题也逐渐显现。再生水对于生态环境尤其是地下水环境影响的研究逐渐得到重视。以往的研究多集中于再生水灌溉对土壤环境的影响,对于再生水对地下水环境的影响研究局限于线性河道再生水对地下水的影响,而湖泊景观再生水与地下水的作用关系有待于进一步研究。据此,本文选取再生水回用量较大的北京市大兴区,以大兴区再生水念坛湖为研究对象,开展念坛湖周边地下水水质特征研究,并结合念坛湖再生水入渗过程,分析地下水水质特征成因,以掌握念坛湖景观再生水对于地下水的影响情况。对念坛湖周边不同距离、不同深度的地下水水质特征研究表明,随着与念坛湖距离的增大,地下水中氯化物含量增加;而垂向上的影响深度仅限于浅层地下水,对深层地下水几乎无影响。通过再生水经念坛湖湿地处理前后水质特征对比分析,表明念坛湖的两级湿地对于再生水中的某些组分具有一定的净化效果,其中潜流湿地对于硝酸盐氮具有较好的净化效果,平均净化率为62%,枯水期净化效果最好;表流湿地对于再生水中氨氮具有一定的净化效果,但净化率较低,为26%。通过对念坛湖再生水入渗过程中对地下水的影响进行研究,利用水均衡计算得2012年、2013年和2014年念坛湖对地下水的入渗量分别为145.4万m、78.1万m、224.5万m。通过对再生水和地下水中现场检测指标、三氮、盐分指标、高锰酸盐指数等指标对比分析,表明湖泊再生水的入渗对于对地下水中氯化物、氨氮、高锰酸盐指数等具有一定的影响,再生水的地表渗滤会增加地下水中氯化物、氨氮及有机物的含量。通过对地表水和地下水的钠氯比以及水化学类型进行对比分析,表明地表水对地下水未产生明显影响。通过建立念坛湖地区包气带及含水层概念模型,并利用公式计算再生水入渗对地下水中氯化物浓度、硝酸盐氮浓度的影响指数为0.64、0.16。

关键词：湖泊再生水入渗地下水水质特征

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