漓江流域氮磷排放对水肥管理和下垫面属性变化的响应

为分析漓江流域农业面源污染氮磷排放及其主要影响因素,该研究在多年野外监测试验的基础上,运用SWAT(soil and water assessment tool)模型模拟水肥管理和下垫面属性对青狮潭灌区会仙试区氮磷排放的影响。研究中根据会仙试区径流量、总氮及总磷月排放监测数据校准和验证模型,进而采用情景模拟方法,分析稻田化肥施用量(氮肥和磷肥)、灌溉水量、湿地面积和蓄水容积以及岩溶发育程度等变化对试区径流及氮磷排放的影响。结果表明:1)校准期和验证期径流、总氮和总磷排放模拟值与实测值的决定系数和纳什系数分别在0.70和0.63以上,说明SWAT模型在会仙试区径流、总氮和总磷排放模拟上具有较好的适用性。2)针对不同水肥管理水平,化肥施入量和灌溉水量减少30%时,试区出水口多年平均总氮、总磷排放量分别下降11.45%和8.98%、7.79%和5.81%,化肥施用量减少对总氮、总磷排放的削减效果优于降低灌溉水量的削减效果。3)湿地面积或蓄水容量的增加和减少会相应降低和增大试区总氮、总磷排放量,若将湿地面积和蓄水容量均扩大50%,出水口总氮、总磷排放量可削减12.40%和10.44%;同时改变湿地面积和蓄水容量对试区总氮、总磷排放量的影响,超过单独改变其中一个属性影响的叠加。4)岩溶发育程度参数对子流域出水口氮磷排放影响各异,土壤厚度和土壤容重降低可减少试区径流量和氮磷排放量,而土壤有效含水量和饱和渗透系数则表现出相反的作用。该研究显示合理控制化肥施用量,防止湿地面积萎缩和蓄水能力退化,改善和保持岩溶区土壤结构,有助于削减漓江流域岩溶灌区氮磷污染的排放,为当地农业措施优化和水土管理方法提供指导。     

广西蒸发皿蒸发量时空变化研究

利用广西20个气象观测站点1957-2001年Eф20小型蒸发皿的实测水面蒸发资料,采用变差系数和年际极值比分析蒸发的年际变化特征,应用累积滤波器法定性分析蒸发量的年际变化趋势,Kendall秩次相关法定量分析蒸发量的年际变化趋势及其显著性,Mann-Kendall非参数统计检验法分析蒸发量的突变点。结果表明,桂北蒸发皿蒸发量年际变化最剧烈（Cv=11.2,Km=1.77）,桂南和桂东次之,桂中和桂西年际变化最小。非岩溶发育地区和岩溶发育地区蒸发量的年际变化特征没有差别。20个站点中,10%的蒸发量呈上升趋势,90%的蒸发量呈下降趋势。18个蒸发量下降趋势的站点中,95%信度水平呈显著下降趋势的占72.2%。存在突变点且突变趋势显著的站点有10个,占研究总站点数的50.0%。桂中、桂东、桂南3个地区的12个站点都呈下降趋势,这3个地区的蒸发量变化趋势依次是桂南>桂东>桂中。岩溶发育地区蒸发量呈下降趋势站点的比例和Z值平均值小于非岩溶发育地区,但其差异不明显。     

北部湾经济区河流水质评价研究

根据2004-2009年水质监测数据,计算北部湾经济区南流江水质指标的污染分担率,选取高锰酸盐指数、总磷、溶解氧、氨氮作为主要水质评价因子,采用单因子指数评价方法、综合污染指数评价方法、综合水质标识指数评价方法和水质指数评价方法进行南流江水质评价,分析了四种河流水质评价方法的特点及其适用性,并进行了水质污染特点及其影响因素分析,秩相关系数评价方法显示主要污染因子变化趋势不显著。     

广西降雨量变化趋势分析

为了揭示广西降雨量的年际变化趋势,利用17个典型气象站点1957-2001年的降雨资料,采用距平百分率、线性趋势线、滑动平均、累积滤波器和Kendall秩次相关等方法,分析了广西平均降雨量的变化趋势.结果表明,广西降雨量年际间呈现一定的波动性,主要在偏丰、平水和偏枯之间变化.1957-1983年降雨量的丰枯时段历时较短,通常只有1～3 a,1984年之后降雨量的丰枯历时时段增长.1957-2001年广西降雨量呈波动上升趋势,但变化趋势不显著.     

北部湾经济区径流、降雨分配特点及其变化分析

基于1970-2008年南流江常乐水文站、钦江陆屋水文站月均实测径流、降雨资料,采用年内分配不均匀系数、变差系数、绝对变化比率、年际不均匀系数、距平百分率等指标分析北部湾经济区径流、降雨的年内分配、年际变化特点,采用线性趋势线法、双累积曲线法分析径流、降雨的变化趋势.结果表明,南流江、钦江实测径流量与降雨量年内分配呈单峰型,径流、降雨年内分配不均系数呈上升趋势,径流的多年变化大于降雨,径流量的年际变化均匀度较差.降雨旱涝等级变化波动小,而径流丰枯等级变化波动频繁.实测径流系数呈下降趋势,降雨径流关系存在减小的规律.     

北部湾经济区南流江水质变化分析

采用单因子指数评价方法,分析了北部湾经济区南流江常乐和总江口监测断面2003-2009年的水质类别,结果显示,2006-2008年南流江常乐站的水质逐渐恶化,而位于下游的总江口河段水质稳定.南流江水质的主要污染因子是高锰酸盐指数、氨氮、溶解氧、5日生化需氧量、挥发酚、总磷和粪大肠菌群等.秩相关系数法计算结果表明,5日生...     

荆门和桂林灌溉试验站蒸发皿蒸发变化规律及其影响因素的初步分析

以湖北荆门灌溉试验站和广西桂林灌溉试验站的蒸发皿蒸发和气象要素实测资料为例,采用线性趋势线法分析蒸发皿蒸发量的变化趋势以及气温、降雨量、风速、日照时数、日较差和相对湿度等6个气象因子的变化趋势,采用单因素相关分析和多元线性回归分析,研究了气象因子对蒸发皿蒸发的影响。分析结果表明,荆门灌溉试验站1973~2003年蒸发皿蒸发呈下降趋势,其主要影响因素是相对湿度的增大、风速的减小和日较差的减小,桂林农田灌溉试验站1980~2003年蒸发皿蒸发呈上升趋势,其主要影响因素是日较差的增大。     

漓江上游灌区小流域不同尺度氮磷污染排放负荷研究

【目的】开展野外原位监测试验,揭示漓江上游灌区小流域不同尺度氮磷污染排放规律,为面源污染控制和治理提供参考。【方法】利用Arc GIS软件和SWAT模型,基于DEM数据对漓江流域青狮潭灌区金龟河试区进行子流域划分,考虑水系和渠系分布,从试区上游至下游选择具有水力联系且从小到大逐级嵌套的5个尺度,于2016年5—12月对试区各尺度出水口进行了监测,研究了氮磷质量浓度和排放负荷变化。【结果】从空间尺度1(面积335.41 hm~2)增大到尺度5(面积2 798.15 hm~2),质量浓度总氮沿程呈上升趋势,由尺度1出水口的0.95 mg/L增加到了到尺度5出水口的2.42 mg/L;氨氮与总磷沿程呈现波动性变化,在尺度3(面积1 135.36 hm~2)与尺度5中呈现急剧增加的特点。灌溉季节的氮磷排放负荷大于非灌溉季节,灌溉季节总氮、氨氮、总磷排放负荷由尺度1到尺度5分别下降了54.60%、41.46%、55.77%。非灌溉季节总氮排放负荷随尺度增大而增大,从试区尺度1单位面积总排放负荷0.67 kg/hm~2增加到尺度5单位面积总排放负荷2.76 kg/hm~2,氨氮与总磷排放负荷则表现为波动性变化。在灌溉季节,沟渠、塘堰对氮磷的去除以及排水的重复利用,减少了污染物的排放;而在非灌溉季节,沟渠、塘堰面积由原来的55.91 hm~2减少为13.92 hm~2,减少了75.10%,导致去除效果下降,且随尺度增大养殖场污染物排放量大量增加。【结论】漓江流域水稻灌区氮磷排放控制和污染物消减,应考虑不同时间和空间尺度下氮磷污染物运移的特点。     

径流计算方法及西南岩溶地区径流计算研究

由于地形、地貌、地质、土壤、植被和气候条件的不同,岩溶地区和非岩溶地区在降雨-径流计算方面存在一定的差异。在岩溶地区,径流不仅受降雨量、降雨强度和下渗能力的影响,还受下垫面及岩溶发育的影响。介绍了流域产流机理、非岩溶区径流的计算方法,重点分析了西南岩溶地区水文特性和岩溶地区径流的计算方法。     

漓江流域岩溶与非岩溶农业小流域水体硝酸盐源解析

为研究岩溶与非岩溶小流域水循环和氮循环的差异，该研究选取漓江流域青狮潭水库灌区内以农业为主的睦洞岩溶小流域和金龟非岩溶小流域为研究对象，利用水的氢氧同位素和硝酸盐的氮氧同位素结合贝叶斯同位素混合模型（Bayesian Model Stable Isotope Analysis in R，SIAR），对比两个小流域水体硝酸盐的污染源以及迁移过程。结果表明：水体硝酸盐污染的时空分布受流域水文地质及其伴生的地形地貌、土壤特性和土地利用类型的影响，以耕地为主且土壤层分布不连续的睦洞小流域水体硝酸盐的浓度均值（0.19～15.84 mg/L）、水的氢氧同位素（分别为-44.08‰～-19.63‰和-7.24‰～-1.55‰）以及硝酸盐的氮氧同位素（-1.65‰～53.98‰和0.04‰～13.74‰）值域都宽于以林地为主且土壤层相对较深厚的金龟非岩溶小流域；空间分布上，睦洞小流域北部补给区裸露岩溶石山果园下渗的氮肥和中部密集村庄下渗的动物粪便/生活污水在中部构造盆地区分散排泄不畅，造成G4～G7采样点井水的NO3￣浓度均值（11.96～15.84 mg/L）以及氮氧同位素丰度值（分别为0.65‰～28.23‰和2.46‰～14.43‰）偏高；时间尺度上，睦洞小流域碳酸盐岩风化形成的浅薄土壤层持水能力差且渗透性强，导致旱季土壤N和雨季动物粪便/生活污水对水体NO3ˉ的贡献率小于同季节的金龟小流域。研究结果可为岩溶与非岩溶区水环境治理提供科学依据。