珠溪河流域土地利用变化对面源磷污染的影响研究

探讨土地利用类型变化对磷、泥沙负荷以及截留能力的影响,为制定珠溪河流域面源磷污染治理措施提供重要支撑,也为鄱阳湖流域磷污染精准防治提供科学依据。基于2010年和2018年土地利用数据,采用SWAT模型对珠溪河流域面源磷负荷、泥沙负荷以及径流进行了模拟研究,并结合水文水质实测数据对模型的模拟结果进行评价。结果表明:相关系数R ²和Nash-Suttclife模型效率系数E _NS均满足SWAT模型在研究区的适用要求;泥沙与总磷的负荷强度与耕地、建设用地的覆盖率呈正相关,与林地、草地的覆盖率呈负相关,且总磷负荷强度与泥沙负荷强度有较高的重合性;2010年、2018年土地利用数据的总磷、泥沙年均入河系数分别为0.535、0.736和0.558、0.752,2个时期的泥沙与总磷入河系数中北部大于南部。控制农业生产和农村生活的污染物排放是减少面源污染的重要措施,进行退耕还林或退耕还草能有效截留污染物质以及起到防沙固土的作用。     

基于SWAT模型的汤浦水库流域非点源污染模拟

在对汤浦水库流域内污染调查的基础上,建立了基于GIS技术的SWAT模型,建立了汤浦水库流域非点源污染空间和属性信息基础数据库,在GIS技术和ArcScene、Arcview等软件支持下,研究流域非点源污染分布规律、主要污染因子、各溪各镇的污染贡献率以及流域污染负荷总量等。结果表明,在空间尺度上,南溪和双江溪流域营养物质贡献量最高,泥沙量较大;不同土地利用类型污染流失负荷不同,灌溉水田是总氮负荷的主要来源,水田和茶园是总磷负荷的主要来源,其次是居民点,最小是林地。在时间尺度上,年内总氮、总磷负荷随季节呈不规     

洋河水库流域面源污染负荷空间分布特征

为探究洋河水库流域面源污染的空间分布特征，基于气象、土地利用、农业管理等数据资料，计算2013年洋河水库流域农村生活污水、固体废弃物、畜禽养殖流失、化肥流失、水土流失污染和城镇地表径流污染6种污染来源中总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（NH3-N）、化学耗氧量（COD）4个污染物指标排放负荷，并通过GIS空间分析反映流域内的污染分布情况。结果表明，畜禽养殖污染物排泄量对研究区污染负荷贡献最大，年产生量约51621.34 t，入河量2961.52 t，占比分别为92%和85%；从总量上看，洋河水库流域的面源污染负荷分布在西洋河支流区域范围；单位面积负荷量最大的区域是迷雾河支流区域范围。据此确定了西洋河和迷雾河流域为今后洋河水库流域面源污染重点治理的区域，此研究结果可为洋河水库流域面源污染防治及消减提供理论依据。     

基于SWAT模型的汤浦水库流域非点源污染模拟

在对汤浦水库流域内污染调查的基础上,建立了基于GIS技术的SWAT模型,建立了汤浦水库流域非点源污染空间和属性信息基础数据库,在GIS技术和ArcScene、Arcview等软件支持下,研究流域非点源污染分布规律、主要污染因子、各溪各镇的污染贡献率以及流域污染负荷总量等。结果表明,在空间尺度上,南溪和双江溪流域营养物质贡献量最高,泥沙量较大;不同土地利用类型污染流失负荷不同,灌溉水田是总氮负荷的主要来源,水田和茶园是总磷负荷的主要来源,其次是居民点,最小是林地。在时间尺度上,年内总氮、总磷负荷随季节呈不规则的"W"形态变化。     

基于ArcSWAT模型的老鹳河流域面源氮识别和分析

进行老鹳河流域面源氮污染负荷估算和关键源、区识别,推进流域面源污染的溯源和控制,为流域非点源氮污染控制和治理提供理论支撑。通过模型数据库构建、流域空间单元划分以及参数率定和验证建立老鹳河流域氮污染过程的ArcSWAT模型;以2017年的气象资料为背景,设置4种情景模式,模拟估算流域不同面源氮的入河量,分析和识别不同污染源的关键期以及不同土地利用类型的关键污染源。结果表明,化学氮肥施用和大气沉降是老鹳河流域面源氮的主要污染源,分别贡献了47.6%和38.6%;大气沉降、畜禽养殖和化学氮肥施用入河氮量最大值均出现在3月,农村生活入河氮量最大值出现在8月,而4类污染源入河氮量的最小值均出现在12月;雨季是老鹳河流域控制面源污染氮的关键期;减控的关键污染源旱地、园地和水田是化学氮肥施用,林地和人居地分别是大气沉降和农村生活。应分时、分区、分类制定老鹳河流域面源氮污染减控方案,对于人为氮源（化学氮肥施用、畜禽养殖和农村生活）还要关注在作物播种期和生长季节进行减控。     

松华坝水库上游牧羊河氮、磷主要来源研究

牧羊河是昆明松华坝水库的一条重要支流,其水质的好坏直接关系到松华坝水库的水质。面源污染是影响水库水质的主要因素。通过对流域内农田径流、农村生活污水以及牧羊河丰水期与枯水期水质的测定,对总氮、总磷指标进行了评价和分析,得出了牧羊河氮、磷主要来源于松华坝水源区面源污染,且流域内面源污染对牧羊河水体总氮含量影响较大。     

基于SWAT模型的平原河湖水网区小流域径流过程模拟

模拟湖北省松滋市小南海流域径流过程,为未来运用SWAT模型诊断小南海流域面源污染问题提供技术支撑。小南海流域地处洞庭湖生态经济区最上游,是洞庭湖上游重要的生态涵养地。流域处于山地丘陵地区与平原河湖地区的交界地段,上游地区为山地丘陵区,下游地区为平原河湖区,水系结构和产流汇流过程较为复杂。该流域内无水文站点,水文资料缺失。选择了洞庭湖流域、鄱阳湖流域与梁子湖流域3个相似流域运用SWAT模型时所采用的水文参数,运用参数移植法确定了小南海流域的水文参数;对比基于DEM直接定义水系、使用Burn In功能对河网进行修正和Pre-defined streams预定义水系3种水系定义方法,选择最适合的Pre-defined streams方法按照现状进行水文模拟。模型划分了25个子流域,验证结果表明确定系数R~2与Nash-Sutcliffe效率系数E_(ns)均大于0.85,表明使用水系预定义法及参数移植法的SWAT模型模拟小南海流域径流过程是可行的。     

三峡库区笋溪河流域水质评价及其空间差异

为了解三峡水库库尾地区面源污染现状,以重庆市江津区笋溪河流域为研究对象,利用综合水质识别指数、内梅罗指数和主成分分析方法对笋溪河水质进行评价,主要评价指标有水温、pH、电导率、溶解氧、化学需氧量、总氮和总磷。结果表明:(1)笋溪河流域溶解氧为5.98～8.70 mg/L、化学需氧量为2～14 mg/L,总磷为0.008～0.105 mg/L,均处于Ⅰ类或Ⅱ类水质,总氮为0.64～2.03 mg/L,处于Ⅲ～Ⅴ类水质,污染严重。(2)3种水质评价方法均显示下游水质劣于上游水质,内梅罗指数在考虑平均超标水平的同时兼顾最大超标污染物,研究认为该指数的评价结果最能表现该地区的水质现状。(3)笋溪河上下游之间,溶解氧为上游显著高于下游,水温、pH、电导率、化学需氧量和总氮均为下游显著高于上游(P0.05),总磷浓度未发现有明显的差异(P0.05)。在后续管理中应提升城镇污水和农村污水的处理率,提高水肥利用率,以消减污染负荷、控制水污染趋势,从而改善区域水环境质量。     

基于SWAT模型的张家口清水河流域径流模拟

水资源问题是制约我国社会经济可持续发展的重要因素。以张家口市清水河流域为研究区域,基于GIS构建流域的SWAT分布式水文模型,对影响径流模型结果的几个重要参数进行敏感性分析,并应用SWAT-CUP软件进行参数率定,利用2013-2016年的实测径流量进行模型验证,分别计算气候和土地利用变化对径流量的贡献率。结果表明,校准期的效率系数(NSE)为0.74,决定系数(R~2)为0.72;验证期的NSE系数为0.76,(R~2)为0.78。气温变化对径流量变化的贡献率为36.3%,而土地利用变化对径流量变化的贡献率为10.5%,气温和土地利用变化对径流量的变化均产生一定作用,但就作用大小而言,气候变化的作用相对较大。基于这些评价指标,可知SWAT模型在张家口清水河流域径流模拟中具有很好的可靠性和适用性,可以作为该流域水资源综合管理的支撑模型之一。     

贵州草海重污染区生态修复水质效果评估

对比分析贵州草海重污染湖区沉水植物生态修复区与对照区沉积物内源磷释放通量,探讨外源负荷得到有效控制后草海重污染区沉水植物生态修复效果,为草海综合污染治理与生态恢复提供一定的数据支撑和科学依据。2018年在草海修复区内和对照区各布设3个采样点, 10月至次年10月每个月分别对修复区和对照区水质开展连续跟踪监测。利用薄膜梯度扩散技术（DGT）对比分析了修复区和对照区内源磷释放通量,综合评估了草海重污染区生态修复效果。结果表明,沉水植物修复工程实施一年后,修复区水体氨氮（NH3-N）、总磷（TP）和溶解活性磷（SRP）浓度分别降低为对照区的65%、42%和67%。修复区沉水植物生长茂盛,水体DO含量稳定在8 mg/L以上,透明度显著提高,水质明显改善,CODMn 、NH3-N、TP浓度分别降低至5.7、0.39 、0.05 mg/L,达到地表水Ⅲ类标准。生态修复工程对内源磷释放量削减30% 以上,修复区内源磷贡献率38%,远低于对照区（74%）。当草海流域外源污染得到有效控制后,沉水植物生态系统恢复成为重污染区内源污染控制与水环境修复有效的手段。     

淮河流域常规水质指标测定及其变化趋势分析

为了探究淮河流域在经济快速发展和城市化进程背景下的水质变化,采用季节性 Kendall 趋势检验法对2003-2019年淮河流域110个监测断面水质变化进行了评估与分析。断面监测频率为双月（2003?2006年）或逐月(2007?2019年)中旬,主要测定水质指标为CODMn、CODCr、NH3-N 和 TP。选取各流域土地利用最大的3种类型（林 地、耕地和城镇用地）数据以及同期子流域各监测断面水质数据建立线性拟合方程,分析水质与土地利用类型的响应关系。结果表明,2003-2019年淮河流域水质治理成效显著,水质呈好转趋势。Ⅰ~Ⅲ类水体比例呈上升趋势, 劣Ⅴ类水体比例呈明显下降趋势,其中以沂沭泗河水系 CODCr和 NH3-N 指标改善最为明显;但流域内 12.73%、14.54%、16.36%、45.46%监测断面的CODCr、CODMn、NH3-N、TP指标有恶化趋势,尤其是淮河下游和沂沭泗河水系的TP污染有加重趋势。淮河流域各子流域CODMn、NH3-N以及TP指标与耕地和城镇用地面积比例显著正相关,其中耕地和城镇用地是污染物的主要产生“源”,当耕地或城镇用地面积组成越高时,源强越大,对水质的恶化影响也越大;而CODMn、NH3-N、TP指标与林地面积呈负相关,林地作为水体潜在污染物“汇”,能很好地拦截和缓冲降雨冲刷产生的污染物,当流域内林地面积增加,污染物浓度则降低。未来淮河流域水环境管理措施应结合水系水质分区,优化土地利用结构,加强磷污染的管理,重点把控高污染、易反复的地区和水质指标。     

黄土区小流域植被/工程复合作用下的泥沙效应

研究植被/工程复合作用下的泥沙效应,为科学阐述黄土区不同水土保持措施耦合作用下的调水调沙效益提供参考依据。马家沟流域土地利用主要分为草地、林地、梯田、坡耕地、灌木林地、裸地、居民地和水域8类,流域布设各类淤地坝64座。基于SWAT模型,对比分析了多林流域和少林流域对流域泥沙的调节作用,分析了淤地坝淤积库容、单坝拦沙效益,研究了流域各项水土保持措施减沙效益。研究结果表明,森林植被除了缓洪增枯,同时可以减少流域侵蚀产沙,农果地与全林流域相比,输沙模数为后者的1.5倍;淤地坝坝控面积与坝高、库容与坝高均正相关,相关系数分别为R2=0.8121、0.8603。黄土区流域植被/工程复合作用下水土保持效果显著,而在各项水土保持措施中,淤地坝减沙贡献率最大,达40%以上。     

密云水库库区不同植物篱模式下的氮磷阻控效应

鉴于密云水库周边耕地氮磷等养分流失严重、作物产量远低于预期的问题，结合径流小区试验和统计学手段，观察并讨论了植物种植篱对氮磷流失效应的影响，进而提出更科学合理的农林复合模式。设置了4个不同物种的植物篱径流小区和一个裸地对照径流小区，监测它们在2020年度天然降水条件下的地表径流、泥沙以及养分情况。结果表明：1）4种植物篱种植模式都能够起到截流减沙，减轻水环境富营养化的作用，从而避免对下游水体的污染。其中桑树+野牛草植物篱效果最为显著，大雨雨强下可以减流57.96%，减沙96.64%，暴雨雨强下可以减流64.63%，减沙97.17%；对磷的相对拦截率约为80.72%，相对拦截量为 5.34 mg；对氮的相对拦截量26mg，相对拦截率约为88.27％，能有效减少地表径流中的氮、磷含量。 2）在考虑经济效益、社会效益和生态效益下，开展植物篱防控面源污染工作中，最佳的物种选择为桑树+野牛草，其次为黄芩+野牛草。野牛草在保持水土流失，防控面源污染方面效果十分显著，可以作为水土保持的先锋植物予以推广。     

岗南-黄壁庄水库分区污染贡献率分析

本文采用输出系数法与浓度传递系数矩阵相结合的方法,开展了岗南-黄壁庄水库产汇区面源污染分区贡献率计算与分析。结果表明,对岗南水库入库CODCr和氨氮贡献率最大的是滹沱河干流入境水,为89.56%和76.31%;对黄壁庄水库入库CODCr和氨氮贡献率最大的是岗南水库下泄水和绵河、甘陶河入境水,二者合计贡献率占74.26%和66.58%,即上游山西来水对岗南-黄壁庄水库入库污染负荷的贡献最大。河北省境内各子流域对岗南水库贡献率均较小,大多在1%左右,郭苏河、险溢河相对较高也不超过4%;黄壁庄水库以冶河井陉-平山汇水区、南甸河和滹沱河干流岗南-黄壁庄水库区间最大,这三个子流域对入库CODCr和氨氮贡献率分别为7.12%和9.51%、4.69%和6.29%、3.53%和4.78%,应将这些区域作为岗南-黄壁庄水库产汇区面源污染优先控制区域。类型上以农田径流贡献最大,占比高达70%,其次为农村生活和畜禽养殖,分别占比23%和7%,应将农田径流作为优先控制污染源。研究成果可为具有复杂干支流特征的串联水库产汇区面源污染防治及消减提供参考。     

基于GIS技术的濑溪河流域泸县境内农村非点源污染评估

通过地理信息系统(Geographic Information System,GIS)技术对濑溪河流域泸县境内进行水系提取及流域划分,并利用GIS空间技术分析了各乡镇污染贡献度。选取城镇居民生活污水、城镇地表径流、畜禽散养、农村生活污水以及化肥流失5大污染源,计算各镇总等标污染负荷比。结果表明,研究区内农村畜禽散养、化肥流失、生活污水的污染源总和比重高达69.71%,福集镇占研究区乡镇总污染的31.17%,导致泸县濑溪河水质差的主要原因是农村非点源污染,并提出了针对性的污染防治对策。