地铁沿线地下水壅高规律及其对极端降雨事件的响应

地下水保护是济南市地铁规划建设的关键环节之一,由于地铁工程构筑物对地下水渗流的阻挡作用可能引发地下水壅高,因此亟需定性、定量地探究地铁工程建设目标区域的地下水壅高风险,并针对愈加频发的极端降雨事件,关注其对壅水现象的影响。对此,主要针对济南地铁4号线典型区段所处研究区,基于传统网格剖分方法优化建模流程,构建包含地铁工程构筑物的三维地质体结构,以建立地下水非稳定流数值模型,分析地铁沿线地下水壅高规律及成因,并设计极端降雨事件以模拟地下水壅高的响应。结果表明:济南西部平原区地铁工程引发的地下水壅高现象具有空间分布规律,其规律性主要受控于地铁走向-地下水流向夹角、含水层厚度,地铁-地下水流向夹角为关键主控因素;极端降雨情景下地铁沿线各区域间的壅高幅度差异有所增大,而壅高现象的空间规律与正常降雨情况下保持一致。越接近研究南侧山区地下水补给带,极端降雨事件影响越大,整体上短期极端降雨事件对地下水壅高并无较大影响。研究成果可为济南市地下水保护提供切实可靠资料,也将为地下工程扰动地下水流场这一过程对极端降雨事件的响应形成突破性认识。

乐安河沉积物重金属污染评价与来源解析

河流沉积物中重金属污染形势严峻,对流域生态系统造成了明显威胁.为辨识鄱阳湖重要支流--乐安河中重金属的环境特征,采集了76份乐安河沉积物样品,检测了16种重金属元素,发现所有重金属的质量分数均值超过中国水系沉积物背景值,其中Cd、Cu和Hg分别超标22.00、13.13和9.67倍.生态风险评价发现,乐安河流域的生态风险水平处于中等风险或以上水平,Cd的生态风险最高.正定矩阵因子分解(PMF)源解析结果表明乐安河沉积物重金属主要源于金矿采选的混合源、铜矿区尾矿源、铅锌矿采选源、化肥农药源和自然源等,其中采矿活动相关来源的贡献率总和达到67%,说明采矿活动是乐安河流域重金属污染的主要成因.

地下水位上升过程硝态氮(硝酸盐)污染变化规律研究

地下水水位上升会造成包气带外源污染物的输入,如硝态氮,同时引起浅层地下水水环境变化.为了研究水位上升过程对硝态氮(硝酸盐)的影响,选取北京市通州区代表性介质,建立室内砂槽实验,探究水位上升过程硝态氮的二维迁移转化规律.实验结果表明:随着地下水位上升,砂槽从上至下,从左至右,溶解氧和氧化还原电位含量均逐渐降低,地下水逐渐向还原环境转变.浅层地下水通过对包气带污染物的浸溶,硝态氮和铵态氮含量存在明显的分层特征,埋深越小,其硝态氮和铵态氮的含量越高.地下水位上升过程的侧向径流,有利于硝酸盐在地下水中的迁移转化,侧向水流方向下游,铵态氮存在升高的风险.因此,地下水位上升对硝态氮的影响不容忽视.

地下水位波动带三氮迁移转化过程研究进展

三氮是我国地下水中典型污染物,其在包气带和含水层中的迁移转化过程受到高度关注。近几年,地下水位波动带中的三氮迁移转化已经成为新的研究领域。在综合运用文献计量分析法,定量分析相关研究趋势的基础上,系统总结地下水位波动带形成及特点,梳理波动带中三氮迁移转化过程及生物地球化学过程最新研究表述及成果,并对今后可能的研究热点和方向进行了展望。现有研究表明:水位波动带中环境指标如土壤含水率、氧化还原电位、溶解氧和有机质含量均表现出一定的分带性规律,微生物菌群结构和功能基因更多样化,并呈现一定的分布特征。随着地下水位波动,包气带中的三氮易浸溶进入地下水并发生迁移。地下水位上升,硝化作用减弱,反硝化作用增强;地下水位下降,硝化作用增强,反硝化作用减弱。为完善水位波动带三氮迁移转化过程研究,应进一步关注:(1)将水化学演化分析与分子生物学高通量测序方法相结合,深入探究水位波动带三氮转化与微生物作用机理;(2)除关注硝化、反硝化作用外,增加异化还原、同化还原和厌氧氨氧化等作用过程的研究;(3)细化分析更多情境、更多影响因素的水位波动过程,识别水位波动带三氮转化的关键影响要素。