傍河地下水开采是一种重要的水资源开发利用方式,在激发河水补给以增大地下水补给量的同时,有效过滤河水中有毒有害物质,提升地下水水质。近年来随着河水富营养化及氮污染的日趋严重,在傍河地下水开采驱动下,河岸带地下水面临着潜在的氮污染风险。而河水入渗伴随发生的硝酸盐衰减作用是降低氮污染浓度的有效途径之一。但是目前针对傍河开采驱动下江水入渗带内硝酸盐的衰减过程及其影响因素有待深入研究。本次研究以东北第二松花江卡拉店傍河水源地为典型研究区,通过长序列水位与温度原位监测和氢氧稳定同位素示踪技术,识别了地下水水动力场和温度场的空间分布;基于河岸带江水和地下水的水化学和微生物指标原位动态监测结果,识别出河岸带内明显的氧化还原分带;利用氢、氧、氮稳定同位素示踪技术,识别出控制江水入渗带中硝酸盐衰减的主要过程为反硝化作用和对流混合作用,在距岸0~5m范围内硝酸盐的反硝化作用对硝酸盐衰减贡献明显大于对流混合作用。硝酸盐反硝化作用主要受到水力梯度、硝酸盐入渗通量、溶解有机碳浓度和地下水温度的综合影响;其中,在受江水温度影响强烈的距岸2m范围内,温度对硝酸盐衰减相对影响程度高达85.1%。
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