稻田水肥管理对不同尺度区域农业面源污染排放规律影响分析

采用SWAT数学模型来模拟稻田水肥管理制度对不同尺度区域农业面源污染排放规律,可为制订科学的农业面源污染防治技术措施提供依据。通过在江西省赣抚平原灌区选取封闭小流域——芳溪湖小流域,进行不同尺度区域农业面源污染排放规律分析模拟,结果表明:节水灌溉模式间歇灌溉较当地传统淹水灌溉模式对削减氮、磷排放负荷具有明显优势;同时,农业面源污染田间尺度较流域尺度削减作用更大,表明从源头改善田间灌溉模式,将起到更好的减污效果。随着施氮肥量的减少及施肥次数的增加,稻田尺度和流域尺度总氮排放负荷均相应减少,但总磷排放负荷变化均很小;随着施磷肥量的减少,稻田尺度和流域尺度总磷排放负荷均相应减少,但总氮排放负荷变化均很小。     

稻田水肥管理对不同尺度区域农业面源污染排放规律影响分析

采用SWAT数学模型来模拟稻田水肥管理制度对不同尺度区域农业面源污染排放规律,可为制订科学的农业面源污染防治技术措施提供依据。通过在江西省赣抚平原灌区选取封闭小流域——芳溪湖小流域,进行不同尺度区域农业面源污染排放规律分析模拟,结果表明:节水灌溉模式间歇灌溉较当地传统淹水灌溉模式对削减氮、磷排放负荷具有明显优势;同时,农业面源污染田间尺度较流域尺度削减作用更大,表明从源头改善田间灌溉模式,将起到更好的减污效果。随着施氮肥量的减少及施肥次数的增加,稻田尺度和流域尺度总氮排放负荷均相应减少,但总磷排放负荷变化均很小;随着施磷肥量的减少,稻田尺度和流域尺度总磷排放负荷均相应减少,但总氮排放负荷变化均很小。     

基于实测资料的输出系数分析与陕西沣河流域非点源负荷来源探讨

根据2001—2009年秦渡镇水文监测断面的监测数据,应用平均浓度法计算NH+4-N、TP和COD的非点源污染负荷量,并与改进的输出系数法估算结果进行对比分析,确定适合该流域的输出系数。将考虑流域输移损失的输出系数得到的非点源污染负荷与基于实测资料的平均浓度法计算结果进行对比可知,相对误差较小,表明各类营养源的输出系数值与流域损失系数值适合沣河流域。应用考虑流域输移损失的输出系数法的负荷计算结果分析了流域内污染物的来源,结果表明：近十年来,耕地和农业人口的贡献最大,其中耕地对沣河流域TN、NH+4-N和TP非点源负荷的贡献率分别占到37.87%、37.74%、15.56%,且呈现上升趋势;农业人口对TN、NH+4-N、TP和COD非点源负荷的贡献率分别是40.73%、41.06%、61.19%、21.98%,且呈现上升趋势;牲畜（包括牛、驴、猪、羊等）对COD非点源负荷的年均贡献率为73.49%。由此可见,控制耕地、农业人口以及大牲畜所产生的污染负荷可以有效削减非点源污染。     

于桥水库水源地周边种植业面源污染综合防控

于桥水库是天津市唯一的超大型居民生活饮用水水源地,而库区周边种植业面源污染是水质恶化的主要因素之一。研究以保护于桥水库水质安全为宗旨,以削减水库周边种植业面源污染负荷为目标,依据"控源、减排、拦截、净化"总体技术路线,开展示范区内农田氮磷控源减排、农田径流污染综合控制、农村污水生态处理等综合防治工程建设,并形成于桥水库周边种植业面源污染综合防控技术模式的集成示范,为水库周边种植业面源污染负荷削减、天津饮用水源地保护提供科技支撑,为我国其他地区的水源地周边种植业面源污染防控和绿色发展提供借鉴。     

复杂流域氮磷污染物输出特征及模拟——以南京市云台山河流域为例

为定量分析复杂流域下垫面氮磷面源污染对流域水环境的影响,研究以南京市云台山河流域为研究对象,结合原位观测,并构建降雨-径流水文模型以及面源污染负荷模型,对云台山河总氮(TN)、总磷(TP)浓度的时空变化特征以及流域不同下垫面TN面源污染产生及入河特征进行分析。水质监测结果表明:云台山河TN平均浓度为5.1 mg·L^-1,各河段TN均超Ⅳ类水质标准。TP平均浓度为0.14 mg·L^-1,仅阳山河支流超Ⅳ类水质标准。TN浓度整体表现为下游高于上游,旱季高于雨季。TP浓度空间变化不明显,年内变化缓慢,表现为逐渐下降的趋势。水文模型及面源污染负荷模型对TN的模拟效果较好,模拟结果表明云台山河流域TN年产生量为581.1 t,主要来自农田径流与农村生活源,胜利河片区和主干流片区是TN污染物的主要来源区域。流域TN年入河量为187.8 t,占面源产生量的32%。受土地利用方式及城镇化程度影响,不同片区TN面源污染入河量呈现明显的空间差异性。为达到目标水质,流域TN需削减量为137.3 t·a^-1,其中农田径流与农村生活污染需削减量分别为55.5 t·a^-1和39.7 t·a^-1。研究表明在流域水文资料较缺乏的情况下,结合原位观测与模型构建,可实现流域面源污染物负荷的定量估算。     

基于社会-经济因子修正的沱江流域农业面源总磷污染负荷时空演变研究

本研究选取沱江流域为研究区域，引入社会-经济因子，采用修正的排污系数法估算该流域污染负荷。首先基于流域28个区县2011—2017年的人口和农作物产量等相关数据，采用GM（1，1）预测法预测其在2021—2025年期间的变化趋势，其次采用修正的排污系数法计算各区县农业面源总磷（TP）污染负荷，最后利用探索性空间数据分析方法（ESDA）探索2025年各污染源TP污染负荷空间变化特征，结果表明：2021—2025年，TP污染负荷总体将呈逐年递增趋势，增量将为266.34 t，增幅将为2.18%，各污染源TP污染负荷贡献率将表现为畜禽养殖>农田固废>农田径流>农村生活污水>农村生活垃圾。与2017年相比，2025年农村生活污水和农村生活垃圾TP污染负荷较高的区县将减少，而农田径流、农田固废和畜禽养殖TP污染负荷较高的区县将增加。2017年与2025年修正后的各污染源TP污染负荷最大值出现的区县具有较大的差异。2025年，修正前后各污染源TP污染负荷局部集聚特征差异显著，且修正后的各污染源TP污染负荷将表现为同污染程度集聚。因此，基于沱江流域社会-经济因子修正的流域各农业面源TP污染负荷评估不仅能考虑排污系数的区域差异性，也能更深层地揭示TP污染负荷的空间集聚效应，且该修正方法具有所需参数少、操作简单的特点，能推广到其他相似流域的水环境管理与污染防治中。     

丹江口库区湖北水源区农业面源污染现状调查及评价

采用综合调查的方法,对丹江口库区湖北水源区31个乡镇的农业面源污染现状进行调查,用产污系数法、排污系数法测算区域内各类农业污染源产生与排放污染物的总量,并引入等标污染负荷法分析和评价该区域农业面源污染现状.结果表明,在该区域内,农业面源主要污染物TN、TP和COD的产生量分别为2 066.93、240.93和16 540.18 t,排放量分别为1 432.28、161.83和4 546.65 t;种植业源为该区域农业面源的主要污染源,其等标污染负荷占所有农业面源等标污染总负荷(1 196.78 t PO43-)的57.79％,水产养殖业源、农村生活源和畜禽养殖业源所占比例分别为14.91％、14.25％和13.05％;TN、TP为该区域农业面源的主要污染物,其等标污染负荷分别占所有农业面源等标污染总负荷的50.26％和41.38％,COD只占8.36％;种植业源的TN和TP等标污染负荷量分别占所有农业面源等标污染负荷总量的36.08％和21.71％,是区域内水体富营养化风险的主要构成因子,也是农业面源污染防控的重点.     

汉江流域农业面源污染的源解析

农业面源污染是水体污染的重要污染源。为明确汉江流域农业面源污染负荷及其空间分布,运用输出系数法,对2015年汉江流域范围内的13个地市的农业面源污染总氮(TN)、总磷(TP)污染负荷量进行估算,采用等标污染负荷法进行污染评价,再运用GIS软件分析农业面源污染负荷空间分布格局,通过快速聚类法划分汉江流域各地市的农业面源污染类型。结果表明:2015年汉江流域的TN、TP污染负荷量分别为179 127、26 975 t,相应的等标污染负荷量为2.26×10~(11)、1.68×10~(11)m~3;汉江流域农业面源污染TN等标污染负荷贡献率最大的污染源是农田化肥,TP等标污染负荷贡献率最大的污染源是畜禽养殖;TN、TP的等标污染负荷在空间分布上有很强的一致性,但各地市的等标污染负荷仍存在差异,等标污染高负荷区集中在流域中游,TN、TP的等标污染负荷最大值均出现在流域中游的南阳市;基于快速聚类结果确定汉江流域主要有6种污染类型。汉江流域的农业面源氮磷污染物污染负荷和空间分布研究为汉江流域面源污染的防治提供了决策参考。     

洱海流域种植业地表径流水监测试验研究

针对高原湖泊洱海流域种植业面源污染的现状,开展主要种植作物牧草、烤烟、玉米、水稻地表径流水监测试验研究,为种植业面源污染的控源、减排、循环、利用提供技术支撑。1项目背景在洱海流域实施主要农作物种植污染物排放量监测试验研究,对保护高原湖泊、控制农业面源污染具有特别重要的意义。主要表现在以下4个方面:一是为测算洱海流域种植业地表径流污染物排放总量,保障测算数据的准确性和科学性提供技术支撑;二是掌握种植业污染特点和规律,为改变不合理的生产方式,减少农业生产过程中造成的环境污染提供参考;三是     

新疆农业面源污染物排放量估算及分析

为了掌握新疆农业面源污染特征,以种植业和规模化养殖业为研究对象,根据新疆地区2005—2014年的农业统计资料,结合第一次全国污染源普查数据,采用源强系数法,估算了该区域农业面源污染物排放量,并分析了其空间分布特征。结果表明,10年间,新疆地区农业面源污染排放量整体呈逐年上升趋势,2014年该区域农业面源排放总量达到13.9万t,种植业源和养殖业源分别占44.78%和55.22%;化学需氧量(COD)和总氮(TN)是该区域农业面源污染的主要污染物,分别占污染物总量的49.2%和47%;牛和旱田分别是COD和TN的最大贡献源。新疆地区农业面源污染空间分布差异较大,主要集中在伊犁哈萨克自治州、新疆生产建设兵团、喀什地区、昌吉回族自治州和阿克苏地区。     

湖北三峡库区农业面源污染负荷、评价及预警系统

三峡库区(湖北)农业面源污染负荷、评价及预警系统是对全国第一次污染普查数据研究结果的应用。在明确该区域农业生产和农业面源污染现状的基础上,使用C#语言进行系统编程的实现,通过计算机将种植业源、畜禽养殖业源和农村生活源的有关参数进行污染负荷估算,并对各个县及乡镇的重点污染源和重点污染区域进行风险预测及预警,为政府宏观调控及各级乡镇单元制定农业面源污染防控对策提供支撑。该系统结合Mysql数据库,通过Winform界面将研究结果中的数据以图表、文字的形式显示出来,直观明了的突出农业生产及污染现状,准确地显示出各地区污染预警值,并且通过污染负荷估算为下一步农业生产调整做出指导。     

估算流域非点源污染负荷的降雨量差值法

结合我国非点源污染监测资料少的实际情况,利用我国现有的水文站降雨资料和水质资料,提出了一种简便易用的流域非点源污染负荷估算方法——降雨量差值法。与传统的径流分割法相比,降雨量差值法能利用现有水文水质资料而无需增加监测项目,即可对流域非点源污染负荷作出估算,计算过程简单,结果合理。     

典型农业小流域面源污染源解析与控制策略——以丹江口水源涵养区为例

【目的】对丹江口库区典型小流域农业面源污染现状进行调查分析,解析该地区农业面源污染负荷和污染源,以期为制定针对性防控策略及促进农业绿色发展提供参考依据。【方法】通过问卷调查形式对谭家湾流域进行实地走访调研,对两个村域内的种植、养殖和人居生活等污染源进行分类调查,应用输出系数法和等标污染负荷法对污染负荷进行估算。【结果】谭家湾流域农业面源污染实际产生量由2015年的162.32 t降低至2020年的27.79 t,等标污染负荷总量由62.44 m³下降至21.14 m³,主导污染源由土地利用转变为畜禽养殖。流域内总氮（TN）、总磷（TP）和化学需氧量（COD）的年负荷总量分别为5.56、0.86和21.37 t。各类污染源的贡献率表现为：畜禽养殖>土地利用>农村生活,其中生猪养殖的TN、TP和COD负荷量分别占流域负荷总量的50.91%、64.20%和46.66%,是该地区最重要的污染源。TN是流域内最主要的农业面源物,其污染等标负荷占负荷总量的52.6%,其次为TP,污染负荷率为40.7%,COD的等标污染负荷率最小为6.7%。环境污染风险评价结果显示,流域内畜禽粪便耕地负荷警报值为0.489,分级级数为Ⅱ,对环境构成污染的威胁为“稍有”,流域养殖总量在现有基础上还有10 815头猪当量的扩增空间。【结论】2015年以来,流域农业面源污染强度显著降低,保持合理的禽养殖规模,同时做好污染物消减措施,对促进丹江口库区典型流域农业面源污染持续减排具有重要意义。     

柘林湖非点源入湖负荷估算及对策研究

在开展柘林湖污染源现状调查的基础上,参照国内外相关湖泊污染负荷估算研究方法,采取调查系数法估算柘林湖非点源氮磷的入湖负荷。结果表明,水产养殖、农业种植业流失、农村生活和畜禽养殖污染是柘林湖流域非点源污染入湖氮的主要来源,分别占入湖氮总量的48%、30%、16%和6%;水产养殖污染是入湖磷的主要来源,占64%,其次为畜禽养殖、农村生活和农业种植业流失,分别占17%、10%和9%。     

基于农作物施肥量视角的区域尺度农田面源污染风险评价研究

为揭示区域尺度农田面源污染现状，以农作物及其化肥施用量研究对象，提出了农田面源污染风险等级(包括安全、微风险、低风险、中风险和高风险)与粮食作物当量概念，剖析了近20年主要作物与作物类型的农田面源污染风险及其变化过程，构建了区域尺度农田面源污染风险评价模型，在国家尺度、区域尺度与省域尺度开展了我国农田面源污染风险评价研究。结果表明:1)不同作物类型及作物农田面源污染风险有较大差异。粮食作物属氮低风险和磷微风险，油料作物属氮、磷微风险，棉花属氮高风险和磷低风险，麻类作物属氮高风险和磷微风险，糖料作物属氮、磷高风险，烟叶属氮安全与磷中风险，蔬菜属氮中风险和磷高风险，茶园属氮高风险和磷中风险，果园属氮、磷肥高风险；2)国家尺度农田氮、磷面源污染风险系数分别为1.14和1.45，属氮、磷低风险。区域尺度农田氮面源污染风险系数1.02~1.37，除华南属中风险外，其它区域均为属低风险；农田磷面源污染风险系数1.08~2.20，东北、华北、华中和华东属低风险、西南与西北属中风险，华南属高风险；3)省域尺度农田氮面源污染风险系数0.95~1.41，除广东等7省属中风险外，其它省均属低风险；农田磷面源污染风险系数1.16~2.99，除贵州等8省高风险、云南等4省中风险、以及黑龙江与吉林微风险外，其他17个省均属低风险。综上，作物类型及其种植面积对区域农田面源污染风险有重要影响，粮食作物比例越大，农田面源污染风险越低，如东北、华北、华东和华中地区；果园、蔬菜或茶园比例越大，农田面源污染风险越高，尤其是磷风险，如西南、西北和华南地区。     

汾河灌区农业面源污染经验统计模型的构建与验证

以山西省汾河平原灌区为研究区,根据2004—2008年灌区小店桥和义棠2个水文控制站有限的、离散的径流量和污染物浓度月监测值,采用河流污染物时段通量法分别计算2站点河道断面的总氮(TN)和总磷(TP)年通量,得到灌区TN和TP年负荷量;采用传统输出系数法确定了同期灌区农业种植、农村人口和畜禽养殖等污染源的TN和TP输出量。由此确定了灌区TN和TP迁移过程中的流域损失系数,建立了流域损失系数和年径流模数的非线性关系;构建了包含各类污染源数量、输出系数和年径流模数的灌区农业面源污染经验统计模型;用该模型模拟了2009—2010年灌区的TN和TP负荷量,与实测值相比误差均小于40%,满足精度要求。所建模型适合用于我国平原灌区面源污染负荷的估算和预测。     

适用于中大尺度流域的非点源污染模型

从非点源污染发生机理和当前水文水质资料实际情况出发,考虑污染物运移规律,采用广泛应用的降雨径流和土壤侵蚀模型,结合河道断面监测资料推算的非点源污染物平均浓度,提出了一种保守性物质非点源污染负荷估算方法。在山东省小清河流域进行应用的结果表明该模型可行。     

水文过程中降雨径流对非点源污染的影响

[目的]研究降雨径流对非点源污染的影响,拟通过控制降雨径流产生的污染来减少非点源污染。[方法]通过分析降雨径流的水文过程、其与非点源污染物的作用机理及其对非点源污染的影响,以及水文模型在该研究中的应用,探讨如何有效的减少非点源污染。[结果]降雨径流是非点源污染的主要原因,通过源头控制,加强地表非点源污染物清除和控制,在坡地上种植植被,可有效减少降雨径流对土地的冲刷和侵蚀,减少水土流失。水文模型的应用使该研究简单化。[结论]研究表明对降雨径流过程进行控制将有效减少非点源污染。