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。     

南方典型灌区农田地表径流氮磷流失特性

农田地表径流氮磷流失与土地利用、土壤和灌溉方式有着极为重要的联系,而且具有十分明显的地域特点。本文选取我国南方丘陵地区典型灌区——湖北省漳河灌区的水旱作物(分别为水稻和玉米)作为研究对象,开展了农田地表径流N素和P素流失特性及其影响因素的试验研究。结果表明:土地利用类型对地表N素流失量的影响显著,地表TN流失量表现为旱地>水田;土地利用类型对地表P素的流失量有较大影响,但差异性未达到显著水平,地表TP流失量表现为水田>旱地。随着降雨强度的增大,铵态氮和硝态氮浓度均呈减小的趋势,有机氮的比例由3.2%增至69.7%,无机氮比例由96.8%降至30.3%,更多的有机氮随地表径流流失;随着降雨强度的增大,农田排水总磷和磷酸磷也呈增加的趋势。采用节水灌溉方式,降雨利用率提高了14%~23%,节水率达15%,降雨排水量减少20~25 mm左右,能够有效降低农田氮、磷等养分流失对地表水的污染。作物生育期和地形地势差异也会影响降雨径流特征和农田养分流失。     

河流氮输出对人类活动净氮输入的响应

由人类活动产生的氮排放是影响河流氮通量输出的关键,本研究基于人类活动净氮输入模型和流域分布式水文模型(SWAT),计算了山美水库流域2001—2010年人为氮排放强度,模拟估算了同期的河流氮通量,对山美水库河流氮输出与人类活动净氮输入(NANI)之间的响应特征进行研究。结果表明,2001—2010年间,山美水库流域年均人类活动净氮输入强度为11 023 kg N·km^-2,其中氮肥施用量占NANI总量的60%,是NANI的主要来源;河流氮通量的年际变化特征深受河流年径流变化影响,与NANI并无显著相关;NANI、滞留氮库以及自然背景源对流域河流氮输出总量的贡献率分别达到52%、44%和4%,包括NANI和滞留氮库在内的人为氮输入是影响山美水库流域河流氮通量输出的关键因素。     

紫色丘陵区典型小流域氮素迁移及其环境效应

选择四川盆地中部紫色土丘陵区典型小流域,通过2002～2004年3 a对主要土地利用地类氮素流失、小流域地表水和井水氮素迁移形态、途径与通量的连续观测,研究非点源氮素的来源、去向、迁移特征及其环境效应。结果表明,紫色土坡地氮素主要通过径流与泥沙迁移,坡耕地、居民点氮素流失是小流域非点源氮的主要贡献者,其氮素流失负荷分别为150．4kg、73．84 kg,占小流域氮素迁移总负荷的52．4％、25．7％；紫色丘陵区小流域地表水已呈现明显氮索富营养化特征,地下水硝酸盐污染较为严重,应重视该地区非点源污染控制；小流域氮素迁移的尺度差异明显,坡地以颗粒态氮为主,小流域以硝酸盐为主,氮素迁移的尺度效应可能导致非点源氮污染的异地效应,从而加剧长江三峡水体富营养化压力。     

农田氮流失与农业非点源污染

随着氮肥的过量施用,农田氮流失容易造成农业非点源污染.农业非点源污染是农业环境富营养化的主要原因之一,改变了农业环境的生态结构与功能,造成很大危害.农田氮流失主要通过地表径流、农田排水和淋溶途径进入水体形成农业非点源污染,降雨状况、土壤特性、施肥状况、农业土地利用/土地覆盖和田间管理方式等因素与农田氮流失有密切关系.通过农田管理制度或立法、农田氮流失的源头控制和农田氮流失的扩散途径,可以实现对农业非点源污染的调控,降低施用化肥的环境风险.     

福州晋安河沿岸区域地表径流中氮磷污染物的空间分布特征及来源分析

以福州市晋安河沿线区域为研究对象,采集区内地表径流样品,通过分析径流水样中全氮、全磷浓度,采用普通克里格法分析了地表径流中全氮、全磷的空间分布特征.结果表明,全氮是地表径流的主要污染物质,全磷除少部分地段超标外,总体上不构成污染;全氮、全磷的半方差函数用球状模型拟合的最好,其空间分布表现为各向同性;地表径流中全氮污染主要集中于管理条件落后的居民区、餐饮业集中的娱乐场所以及非城市主干道路.地表径流中的全磷主要分布在餐饮业集中区域及管理落后的住宅小区.福州城市地表径流的氮磷污染主要来自于居民的日常生活排污.     

北京地区农田氮素养分随地表径流流失机理

田间模拟降雨径流试验研究了北京地区农田暴雨径流氮素流失与雨强、作物覆盖、施肥因子的关系，以及侵蚀泥沙的粒径分布特征和对氮的富集作用。结果表明：（1）降雨强度越大，地表径流模数和侵蚀模数增大，氮素流失越多；作物覆盖有效地减少地表水土和颗粒态氮流失；（2）颗粒态氮浓度占径流全氮浓度的88.9%(施尿素）和98％以上（未施氮肥），是农田径流氮损失的主要形态；（3）施用化学氮肥增大了农田径流溶解态氮浓度，化学氮肥容易通过地表径流流失；（4）侵蚀泥沙的团聚体组成和原来土壤有很大差异，粒径＜0.25mm的团聚体，尤其是含氮量较高的＜0.045mm团聚体的富集是侵蚀泥沙富集氮的主要原因。减少地表径流和土壤侵蚀，降低表土速效氮含量是减少农田地表径流氮养分流失的关键。     

太行山自然状态土壤的氮、磷流失比较

该文通过太行山几种土壤类型模拟降雨实验,研究其自然状态的土壤总氮、可溶态氮、总磷、可溶态磷的流失量及流失浓度。研究表明,自然状态土壤氮、磷流失初始浓度最高,随后呈缓慢降低趋势;总氮、总磷及可溶态磷浓度与土壤中氮磷含量有一定相关性,但受其它因素影响也较大;可溶态氮浓度与土壤中氮含量关系不大;各土壤累积产流量大小与土壤渗水性、表层结构及地表植被覆盖有很大关系,总氮、总磷累积流失量大小依次是棕壤土>石灰性褐土>褐土>淋溶褐土>酸性粗骨土。     

北京市北运河水系河道水质变化及其对河岸带土地利用的响应

以再生水为主要补充水源的高度人工化的城市河道已经成为城市水生态系统的主要载体。与自然河道相比,人工化河道水源较为复杂,河道与城市内部的水、热、污染物迁移转化及其响应更为敏感。以北京市再生水补水典型河段清河、北小河、坝河、通惠河为研究对象,分别在2004年和2011年春季和夏季,对再生水补水河道水质进行监测;综合运用Pearson相关分析和DCCA排序分析方法,研究水质要素及其对河岸带不同尺度缓冲区土地利用结构变化的生态响应,通过因子分析,识别水质的污染源。结果表明,与2004年相比,2011年北京市北运河水系河道中,与氮、磷、酸和碱污染相关的水质要素含量的变异系数显著增大,水中有机污染物含量的变异系数明显减小;水体受非点源污染程度在减小,河岸带水域和交通用地对河道水质的影响的空间尺度在缩小,再生水对河道水质的人为调节作用大于生态廊道中其他土地类型的自然调节作用;河道各水质要素的空间分布格局各异。2004年,影响北京市北运河水系河道水污染以氮、磷、酸和碱等的无机污染为主,这不仅与河岸带林地的非点源磷贡献有关,还与有机物降解和硝化作用等影响;2011年,河道水污染偏重于化学需氧量和铵态氮等有机污染,而且还有氮、磷、酸和碱等无机污染。     

新丰江水库上游氮磷污染的时空变化

新丰江水库流域是广东省最大的饮用水源保护区,对东江下游和香港地区的用水安全有十分重要的作用,水质长期保持在国家地表水I类标准。但随着经济的发展,水库上游地区人类活动加剧,对水质和水量造成潜在威胁。通过2007、2008年对新丰江水库上游流域采样分析氮磷质量分数,发现总氮和总磷超过地表水Ⅱ类标准的采样点比例分别为48%和12%。与总磷相比,新丰江水库上游总氮的污染要更加严重,丰水期超标点明显少于枯水期,而枯水期氮-磷正相关关系较好（P＜0.000 1,R²＝0.868 3）,污染物可能为同一污染源或同期释放。空间上超标点多位于新丰、连平县城和大型城镇居民点如马头、忠信、灯塔镇附近,河流污染主要来自生活污水和养殖废水等人为点源污染。尽管目前新丰江水库库区的水质情况总体较好,但上游水质也存在恶化风险,可能导致水库自净能力降低,水体富营养化加剧,因此需要对新丰江水库上游的水质进行定期监测,通过控制内、外源性氮磷措施,以减少饮用水源安全风险和保证新丰江水库水质长期稳定。     

上海旱地农田氮磷随地表径流流失研究

选择上海宝山罗店镇具有代表性的旱地蔬菜农田生态系统，从2004年3月到8月的近半年时间里，通过对径流及径流中侵蚀泥沙的氮磷流失情况的连续监测，研究了旱地农田施肥与氮磷流失污染之间的关系，探讨了农田氮磷的迁移特征及环境效应，主要结果表明：当季施用化肥的地表径流总流失量，总氮为32．77kg/hm^2，总磷为8．1kg／hm^2，随径流排出农田的氮素中有37．7％是当季施用的氮素化肥，磷素中有26．9％是当季施用的磷素化肥；从过量施肥与环境污染之间的“因”与“果”来看，减量15％施肥区相比常规施肥区的茄子的产量减少2．7％，但是其污染负荷却减少了13．4％，表明在化肥利用的有效性上或增施化肥与控制环境污染之间，应该寻找一个最佳的平衡点。     

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。     

非点源营养负荷泥沙关系的建立及其应用

为满足水污染控制规划和流域水资源保护工作的需要,以几个流域的非点源污染监测资料为基础,建立了TP、TN等营养物的非点源污染负荷—泥沙定量关系,相关系数高达0.9以上。以渭河的支流黑河和陕南的汉江流域为例,具体说明了污染负荷—泥沙关系法的应用步骤和预测结果,并与水质水量相关法的结果进行了对照。结果表明,该方法可用于次暴雨及不同频率代表年的非点源营养负荷量预测。     

高度城市化区域水库水源地环境安全管理信息系统开发——以深圳某水库为例

中国高度城市化区域水源地环境安全问题较突出,同时环境安全管理技术手段落后,无法满足管理需求。为了解决这一问题,文章以深圳某水库为例探讨了高度城市化区域水库水源地环境安全管理信息系统的功能需求和开发方案,并基于GIS技术开发了具有多种功能的城区水库水源地环境安全管理信息系统。经实际应用,识别出深圳某水库水源地主要风险源为库尾截污闸、沙湾路水库段、大望桥段、丹沙路桥段;水源地敏感带除在一级水源保护区内有分布外,主要是分布在二级水源保护区内,甚至在距水库较远的二级水源保护区内的一些区域也被识别为敏感地带,该系统可弥补饮用水水源保护区划分方法的不足,用于辅助水源保护区的监管决策;主要风险源发生污染事故时,污染物最快约20 h可到达坝前取水口处;利用实测小时降雨量实现了库尾截污闸处洪峰和开闸泄洪过程,以及泄洪污染物在水库中的迁移扩散过程预报;通过现场视频监控和水质在线监测实现了水源地环境的实时监控。应用结果表明,该系统实用性强,可为高度城市化区域水库水源地环境安全管理提供有效的决策支持。     

基于“3S”技术的大伙房水库汇水区农村生活污染负荷分析

运用ArcGIS软件解译大伙房水库汇水区的卫星影像数据,结合行政区划图确定汇水区3条主要河流两岸1 000m为农村生活污染负荷评估范围,采用排污系数法估算农村生活污染负荷.结果表明,研究区农村生活污染负荷为8 420.28t/a,其中,生活污水的污染负荷占总量的99.40％.农村生活污染对流域水质的贡献率为27.84％,所排放的污染物对河流的贡献率大小依次是氨氮(34.95％)、总磷(27.81％)、化学需氧量(25.53％)和总氮(23.08％),农村生活污染已成为大伙房水库汇水区水体污染的重要源.     

流域陆地生态系统水体净化服务表征及驱动力分析

陆地生态系统的水体净化服务能过滤地表径流中的污染物,有助于防控流域非点源污染。准确表征该服务的时空变化特征,定量探索其驱动机制则是生态系统服务应用的前提。论文以太湖流域典型地区为例,利用空间分布式的生物物理模型,研究流域陆地水体净化服务的空间格局与时间演变特征,并借助GIS空间统计方法及面板数据模型分析其主导驱动力。结果显示：2000—2010年间研究区59.19%、58.27%的面积分别为氮、磷净化服务的弱降低区。2000—2005年与2005—2010年两个时间段内研究区氮净化服务先下降后略有上升,其中苏州市区增幅最大;磷净化服务为下降趋势,以无锡和苏州市区降幅最大。气候因素和水网密度对水体净化服务具有显著正影响,而负向驱动力则存在差异。为此应采取适当的措施调整主导因素,提高陆地生态系统的水体净化服务,减少氮、磷排放,为流域非点源污染治理及水环境管理提供支撑。     

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。