流域非点源污染的量化识别方法及其在于桥水库流域的应用

本文介绍了量化识别非点源污染发生的时空规律的方法及其应用。通过对该方法最终所获取的各因子图和污染物发生模数图进行分析,可以识别出各因子的空间分布规律及其贡献、非点源污染物发生的时间特征和空间差异以及严重发生区等等。本文还尝试将此方法运用于于桥水库流域,研究结果表明:该流域非点源污染的发生时间几乎拿部在七、八两个月;流域地貌和植被是制约非点源污染空间差异的两个关键因素,调控植被覆盖的空间分布是非点源污染管理的重要途径;流域内长城沿线的狭长地带是总固体(泥沙)发生的严重区域,流域西部中央区是氮发生的重点区。     

基于SWAT模型的大伙房水库汇水区农业非点源污染空间特性研究

应用SWAT模型对辽宁省大伙房水库汇水区农业非点源污染进行了模拟,利用2006~2009年的水文和水质监测数据对模型进行率定与验证。研究结果表明:研究区泥沙坡面产量为15.40×104t,属于微度侵蚀,其中耕地的土壤侵蚀模数最高,为475.84 t/(km2.a),疏林地次之,灌林地、有林地的土壤侵蚀模数较小;汇水区农业非点源氮、磷产生量分别为1 248.83 t和102.88 t;不同土地利用类型氮、磷的产生量差异较大,耕地远远高于林地等其他类型。总体上,流域农业非点源污染的产生量浑河流域高于苏子河流域,社河流域最小,且河流上游地区高于下游。研究结果揭示了研究区农业非点源污染空间分布特性,可以为水土保持和非点源污染防治提供基础支持。     

农业非点源磷流失潜在风险评价——磷指数法研究进展

农业非点源污染主要输出污染物--磷已经成为决定水体富营养化的关键因子,但农业非点源污染具有空间分布的广泛性、不确定性等特点,对其控制和治理难度较大.目前通过识别农业非点源磷流失潜在高风险区,从而更加有的放矢的制定相应的管理措施已经成为提高农业非点源磷控制效率的有效途径.磷指数法(Phosphorus Index,PI)是考虑多因子协同作用,通过构建指标体系来评估磷流失潜在风险的有效方法,该方法简单、实用,并且注重与GIS的结合使评估结果具有更好的可视性和可操作性.本文对PI法的提出、因子选取、计算方法等关键技术环节的改进进行系统的评述,并总结该方法目前应用的范围和尺度,以促进该方法在中国的发展和应用.     

基于SWAT模型的梅江流域非点源污染时空分布特征

利用SWAT模型对亚热带季风湿润区红壤背景下江西省梅江流域非点源污染进行了模拟,并根据实测数据对模型的参数进行了率定和验证。在确定模型适用性的基础上,进行氮、磷营养盐负荷计算,分析了流域非点源污染负荷时空分布特征。结果表明：研究区非点源污染负荷具有显著的时空分布特征,在时间变化上,氮、磷污染负荷与降雨有明显相关性,R2分别是0.909和0.921;硝态氮年平均污染物负荷排放方式主要以下渗为主,下渗硝态氮排放量占总量的63%,与流域内高植被覆盖率有关;在空间分布上,有机氮与有机磷空间分布基本一致,流域内污染物主要分布在梅江中下游的黄陂河与会同河流域,不同土地利用下非点源污染负荷以耕地排放量为主。     

石家庄市地表水源氮、磷污染分布特征

氮、磷物质的输入是造成地表水源富营养化的主要原因,研究氮、磷污染分布特征对于了解其来源及其流失规律具有重要意义。笔者对石家庄市地表水源现状及环境背景水质进行了调查和分析,结果表明：岗南水库氮、磷污染丰水期比枯水期重;氮、磷元素形态及其流失形式均表现为非点源污染特征;汛期洪水输入是岗南水库氮、磷污染物的主要来源方式。     

滹沱河流域本底状态地表水氮、磷非点源污染评价

通过对滹沱河流域各支流源头区地表水中氮、磷浓度监测分析,得出本底状态下总氮浓度为0.223～5.631 mg/L,氨氮浓度范围为未检出～0.634 mg/L,可溶态氮浓度为0.190～5.532 mg/L,总磷浓度为0.024～0.683 mg/L,可溶态磷浓度为0.026～0.220 mg/L.本底状态下各水文期氮的非点源污染形态都以可溶态氮为主;磷的非点源污染形态枯水期以可溶态磷居多,丰水期以颗粒态磷为主.滹沱河流域本底状态下氮、磷非点源污染水平较高.     

北京密云水库小流域非点源污染负荷估算

根据不同类型的非点源污染发生区,选择若干径流小区,进行降雨、径流量、径流水质同步监测,分析不同土地利用类型小区地表径流和泥沙中氮、磷的流失情况。根据地貌特征和土地利用情况,利用通用土壤流失方程和SCS法分别计算不同土地利用类型区土壤侵蚀量和径流量,分析氮、磷的流失特点。结果表明:坡耕地和荒草坡单位面积土壤流失量比较严重;村庄中溶解态氮的流失量最多;村庄和坡耕地是氮、磷流失的重点区域。     

东江流域非点源污染模拟及时空分布研究

应用国外较成熟的半分布式水文模型HSPF,建立了东江流域径流与非点源污染模拟模型,在此基础上定量计算与分析了东江流域非点源污染的时空分布特征。结果表明:径流模拟的相对误差在10%以内,纳什效率系数大于0.8,泥沙以及非点源污染氨氮、总磷模拟的相对误差在15%以内,纳什效率系数大于0.6,所建立的基于HSPF的模型可以满足研究东江流域径流与非点源污染长期变化过程与时空分布特征的需要;丰水年是东江流域非点源污染物流失的关键年份,降雨对东江流域非点源污染过程影响很大,汛期是东江流域非点源污染防治的关键时期;东江流域氨氮、总磷非点源污染月负荷与月降雨量存在非线性相关,复合回归曲线可较好地拟合两者的时间变化;东江流域非点源污染的关键区域主要位于流域中下游源城区、博罗县、惠城区中耕地与建设用地集中的地块;各子流域非点源污染产生的氨氮、总磷浓度指标与耕地、园地、林地、建设用地面积比例存在显著的线性相关关系。     

松花江流域非点源污染负荷估算与评价

结合RS和G IS技术,利用二元结构模型对2000年松花江流域非点源污染负荷进行计算与结果验证,并对流域内非点源污染状况做出评价。结果表明:4种非点源污染类型(农田、农村居民点、畜禽养殖和城市径流)中,农田TN、TP和NH₄⁺-N非点源污染负荷量最高;畜禽养殖COD非点源污染比重最大。流域TN、TP的非点源污染负荷大于点源的污染负荷,其中TP的非点源污染负荷远远超过点源;而NH₄⁺-N和COD的点源污染负荷则大于非点源污染。4种污染类型的不同污染指标(COD、TN、TP、NH₄⁺-N)在时间(2000年内)和空间上呈现出一定的分布规律。     

贵州省区域性煤矿区闭坑后周边地表水的污染特征

为了对贵州省煤矿集中开采区闭坑后的地表水环境质量进行综合评价,掌握水体污染特征、分析污染成因以及进行合理的污染防治,采用主成分分析法(PCA)、单因子水质标识指数法和综合水质标识指数法对麻江县摆沙河流域13个监测断面进行水质评价。结果表明:摆沙河流域主要受到金属污染的影响,其中铁、铝、锰、汞为主要的污染指标,检测值远超地表水环境质量标准,汞、硫化物以及石油类的超标率达到100%。除了翁威主矿处(G4)的河流水质为Ⅳ类外,其他12个监测断面的水质级别均能达到当地的水功能区类别(Ⅲ类),但是除了楼梯冲(G7)以外,其他监测断面均出现了超标的有机污染因子,以总氮影响最大,氨氮次之。摆沙河金属污染主要来自数量较多、规模庞大的废弃煤矿,有机污染物可能来自沿河地区的工厂、养殖场以及农业活动,另外居民的生命活动也带来了额外的有机污染负荷。3种水质评价方法的结合使用得出更加科学、全面、有效的评价结果,在贵州省以及国内外其他煤矿区闭坑工作中,为减少煤矿中污染物向水体的迁移及改善区域内水环境质量提供科学依据。     

基于遥感和 GIS 的洮河流域面源污染流域尺度模拟及防治对策研究

基于遥感与GIS技术的研究进展,采集洮河流域高程数据、土地利用类型、土壤类型特性、气象数据等,在SWAT模型中模拟与面源污染有关的降水、地表径流、壤中流、下渗和蒸散发等水文过程,计算侵蚀量、总氮和总磷等面源污染负荷,研究洮河流域面源污染特征。结果表明：洮河流域多年平均侵蚀量为0.70×10⁸ t,多年平均总氮面源污染负荷为244.11 t,洮河流域多年平均总磷面源污染负荷为27.91 t,洮河流域1967—2017年多年平均侵蚀量、总氮面源污染、总磷面源污染负荷总体呈不明显的波动减少趋势,同时提出了改变土地利用方式、设置植被过滤带、坡改梯等面源污染防治对策及建议。     

基于污染足迹模型的湖州市农业污染评估

太湖流域的水环境质量呈现严重恶化趋势,农业污染物的排放是太湖流域水体环境恶化的主要原因之一。农业污染物主要来源于种植业、畜禽养殖业和水产养殖业的生产过程,不同于以往分开论述三者对水环境的影响,本文基于全国第一次污染普查数据,运用污染足迹模型定量分析了湖州市农业面源(种植业、畜禽养殖业和水产养殖业)对水环境的影响。研究结果表明:(1)农业生产产生的污染物对水环境的影响排序为:磷>氮>有机物;(2)各农业生产类型对水环境的影响排序为:水产养殖业>种植业>畜禽养殖业;(3)湖州市各区县对水环境的影响也存在着明显的空间差异。通过对湖州市农业污染足迹评估,可以明确地提出哪种污染物类型、农业生产类型和区域是湖州市农业面源污染治理的重点。研究结果可以为太湖流域农业的可持续发展和水资源的可持续利用提供一定的参考价值。     

乌兰布和沙漠典型植物群落土壤风蚀可蚀性研究

为探明植被恢复对乌兰布和沙漠土壤风蚀可蚀性的影响,以乌兰布和沙漠内不同沙地固 定阶段的 8 种典型植物群落及群落内表土作为研究对象,对土壤物理因子（可蚀性颗粒含量、土壤 含水量、有机质含量）、土壤结皮因子、植被因子 3 类土壤风蚀可蚀性因子指标进行监测,分析土壤 风蚀可蚀性因子在不同植物群落类型间、沙地固定阶段间的差异。结果表明：（1）在乌兰布和沙漠 典型植物群落中,沙蓬、沙生针茅、盐爪爪等草本植物群落的土壤风蚀可蚀性最强,白刺、梭梭、沙 冬青等灌木植物群落土壤风蚀可蚀性弱于草本植物群落,说明灌木林能显著降低土壤风蚀作用。 （2）随着沙地的不断固定,土壤结构不断发育,土壤可蚀性不断降低,土壤风蚀可蚀性强弱表现为 固定沙地<半固定沙地<流动沙地。（3）土壤可蚀性颗粒含量、土壤有机质含量、土壤含水量、土壤结 皮、植被因子与植被类型及沙地固定阶段具有显著相关关系。因此,在沙区生态建设工程中,为了 减少土壤风蚀量,不仅要考虑物种的选择,还要促进人工生态系统的演替和恢复,从而有效降低土 壤风蚀可蚀性。研究结果可为乌兰布和沙区植被生态系统服务功能的科学评价、防沙治沙工程的 建设与管理提供一定参考。     

Assessment of Soil Erodibility in Taleghan Drainage Basin,Iran, Using Multivariate Statistics

Soil erosion has been recognized as one of the major forms of human-induced soil degradation. Due to land use changes in Iran, erosion has increased 800% between 1951 and 2002, calling for urgent action. But erosion research and policy development are hampered by a lack of information on the underlying factors controlling erosion. Soil types vary in their inherent susceptibility to erosion; but, like most countries, Iran lacks a network of field plots where erodibility is measured. A proxy for erodibility based on existing data and supplemented by an easily measured minimum data set is therefore needed. In this study, we use geological mapping and cluster, principal component, and factor analysis to group soils in the Taleghan Drainage Basin in Iran and subsequently determine their erodibility. First, a geological map of the area was prepared by photogeological methods and on-the-ground verification. Then, three soil profiles were investigated within similar landform units of each geological formation, and soil samples were taken. Physical and chemical properties that might impact soil erodibility (soil texture, pH, electrical conductivity, CaCO₃, and soil organic matter) were used to create a matrix of soil properties and parent material. Application of cluster analysis and factor analysis to the data allowed identification of three geological (parent material) clusters. To investigate the mutual effect of land use and parent material on soil erodibility, a soil erodibility factor was obtained for three land use types in each cluster: rangeland, cropland (irrigated), and dry-land farming (nonirrigated). Geological cluster 1, consisting of marl, gypsum, and gypsiferous mudstone, was the most erodible; geological cluster 2, consisting of recent alluvium, alluvial fan, and landslip deposits, was of intermediate erodibility; and geological cluster 3, consisting of igneous rocks, dolomite, and conglomerate, was the least erodible. Within each geological cluster, dry-land farming was the most erodible, cropland was medium erodible, and rangeland was least erodible. The study suggests that geological and land use maps provide a useful framework for assessing soil erodibility. This work can guide future soil erosion studies and direct soil conservation policy to areas most susceptible to erosion.     

流域非点源污染模拟研究--以滇池流域为例

流域的水质管理是一个多步骤的过程,数学模型以其定量计算和动态操作在流域管理中起着重要作用。本文利用美国EPA开发的HSPF(HydrologicalSimulationProgramFortran)模型,选取云南滇池流域作为案例,给出非点源污染模型流域水文水质的模拟过程。首先在子流域划分的基础上,完成数据库的建立。参数估值主要依据流域性质、先前经验值、其他模拟研究和文献中的取值。参数优化、模型校正和模拟验证是采用流域河流出口流量和污染物浓度值完成。最后用校正后的模型计算了滇池流域河流入湖流量及各子流域污染总负荷量与非点源污染负荷量。     

九龙江主要控制断面水质评价与变化特征分析

九龙江流域的水环境安全是地区社会经济发展的重要保障.本研究综合运用了污染指数法、季节性肯达尔检验和富营养化评价标准对九龙江流域主要的4个断面的监测指标进行水质评价和变化特征分析.研究发现九龙江水质状况整体较好,但是上游地区的雁石桥断面水质连续几年氨氮、BOD5和总磷超过Ⅴ类水质标准,综合污染指数也最高,并且趋势分析中发现雁石桥断面的氨氮和总磷呈显著上升的趋势.上坂、西陂和江东桥断面水质指标多为Ⅱ、Ⅲ类水,水质较好,其中上坂断面水质又稍差于西陂和江东桥.营养程度评价发现江东桥和西陂库区大多处于中营养阶段,但是有向轻度富营养化发展的趋势.九龙江水质受多种因素的影响,其中主要是畜禽养殖污染、工业和农业面源污染.     

洪河自然保护区湿地主要植被类型物种多样性与表层土壤性质的相关性研究

对洪河湿地主要植被类型物种多样性特征、土壤性质特征及二者之间的相互关系进行了研究。结果表明:按沼泽—沼泽化草甸—湿草甸—灌丛草甸—岛状林的序列,物种丰富度呈逐渐增加的变化格局,物种多样性、均匀度呈先下降后上升的格局,优势度呈先上升后下降的格局;而土壤性质特征则呈不规则变化格局。植物物种多样性与土壤性质之间只有均匀度与速效氮之间存在着极显著正相关,其他均无显著相关。这说明在洪河湿地,土壤性质不是决定上述序列的植被类型的物种多样性的主要因素,而土壤速效氮含量是影响物种均匀度的关键因素,同时,对其他物种多样性特征也有一定影响。