多级表面流人工湿地在鄱阳湖区农村面源污染控制中的应用

通过构建多级表面流人工湿地探讨了鄱阳湖区农村面源污染的控制机制,并对湿地系统污水处理工艺进行了研究。研究表明,系统污染物COD,TP,NO3-—N和NO2-—N负荷年消减量为608.46,3.22,8.14和0.62kg/a,单位面积年消减量分别为3976.83,21.04,53.21和4.05kg/(hm2.a)。系统对污染物COD,TP,NO3-—N和NO2-—N的去除率分别为48.9%,73.5%,58.7%和54.7%,且污染物COD和TP去除主要集中在第一级芦苇湿地。表面流人工湿地因具有较强的复氧功能,但限制NO3-—N反硝化作用。为提高NO3-—N的去除率,对湿地系统硝化与反硝化机理进行了探讨,并提出引流部分污水直接进入第3级湿地与改第3级湿地为潜流型湿地相结合的有效措施。该系统不仅对鄱阳湖区农村面源污染控制提供了技术依据而且为其它湖滨提供了示范。     

人工湿地在农业面源污染治理中的应用探究

云南省拥有很多高原湖泊,其生态环境比较脆弱,且污染日益严重,所以有必要寻找有效的污染治理方法。就目前的湖泊污染治理经验来看,人工湿地在农业面源污染治理中的应用具有较好的效果,因此针对相关内容展开分析,旨在为实践提供指导。     

滇池沿岸农业面源污染治理模式研究

通过对滇池流域农业面源污染现状分析,选择了沿岸2个具有代表性的村庄作为试点开展农业面源污染治理模式研究。针对2个村农业面源污染的特点,采取了相应的工程措施和技术措施,取得了较好的治理效果,总结出大棚三室堆沤池、耕地径流水治理、村庄污水处理、农业清洁生产和村庄保洁5种治理模式,并提出了进一步研究和推广的思路。     

鄱阳湖区农村面源污染控制中最佳管理措施示范研究

鄱阳湖区农村面源污染问题日益严峻,已威胁到湖泊的水环境安全。结合该区域农村面源污染自身的变化特征,在星子县示范区内构建结构性最佳管理措施BMPs(best management practices)系统对区域内农村面源污染进行控制。结果表明,在监测期间该BMPs系统对COD,TP和TN的削减量分别为568.25,3.06和26.90kg。其中人工湿地对COD,TP和TN的单位面积削减量约达40,0.4和3.0g/m2,有较稳定的污染物去除能力;生态沟渠对各污染物单位面积削减量变化较大,与人工湿地相比虽有更强的污染物削减能力,但稳定性较弱。结合生态沟渠和三级表面流人工湿地的特点,建议通过引入适宜的植物至生态沟渠提高其处理污染物的稳定性。     

塘堰湿地减少农田面源污染的试验研究

为研究塘堰湿地对农田氮磷污染的去除效应和规律,在湖北省漳河灌区选取1座典型塘堰并进行改造,于2009年5-9月水稻生育期在塘堰采集水样进行氮磷浓度化验分析。结果表明,塘堰湿地对总氮、总磷整体去除率分别为45.88%、44.20%,取得了良好的降解作用。湿地3个处理单元的对比试验表明,优化了植物种植密度的单元,降解氮的能力显著增强,说明湿地植物对氮素的吸收是湿地去除农田面源污染中氮素的一个重要途径。单元Ⅲ(对湿地底泥进行了疏浚,回填新的底泥,然后重新调整种植密度)比单元Ⅱ(对湿地植物密度进行了优化)的磷的去除效果好,说明底泥对磷的吸附在湿地降解磷素中起重要作用。该研究为以后的湿地研究提供参考。     

缓冲带在农业面源污染控制中的应用

农业面源污染的危害日趋严重,缓冲带是减少水土流失,特别是农业面源污染的最佳措施之一。缓冲带是指建立在河湖、溪流沿岸的各类植被带,包括林地、草地等。本文综述了缓冲带的三种主要类型及其作用机理,以及国内外研究现状。我国对缓冲带的研究起步晚,存在"定性分析较多、定量分析较少,单因素分析较多、多因素分析较少,理论试验研究较多、应用性示范研究较少"的问题。因此,需要扩展和加深这几方面的研究,取得相应的试验研究数据,以利于这一生态技术在我国的推广与应用。     

孟津黄河滩区降雨产流及面源污染特征研究

通过对2006-2007年盂津段黄河滩区降雨及其产流特征的研究,探讨了滩区农业开发模式对地表径流及其面源污染产生的影响。研究表明：在3种降雨类型中,均匀分布型降雨产生径流的可能性最大。降雨侵蚀力（R）是影响径流量的重要因素．对于侵蚀力小的降雨,地表植被类型的差异对径流产生量的影响不大;而当R〉19．00（耕地）、R〉33．00（林地）时会产生超强径流,地表植被类型的差异对径流产生量有显著影响。滩区开发成农耕早地后,径流中年颗粒物、有机物、总氮和总磷产生量分别为：45．0．0．904,0．443,0．050kg／hm^2,约是经济林的2倍。     

农业面源污染模型及其应用研究

论述了国内外农业面源污染模型的研究进展及应用现状,重点对几种常见农业面源污染模型进行分析比较,提出相关模型现存问题及解决措施,并同时对农业面源污染模型未来研究趋势进行展望。     

SWAT模型及其在农业面源污染研究中的应用

由于面源污染的不确定性和复杂性,数学模型成为分析与评估面源污染的重要手段,是面源污染研究的核心内容。SWAT模型是基于GIS基础上的一个具有很强物理机制的长时段的流域分布式水文模型,近些年来在面源污染方面得到了广泛和深入的应用。本文介绍了SWAT模型的发展概况其在国内外农业面源污染研究中应用动态。     

多级串联潜流人工湿地净化城市地面径流的试验研究

在室外露天试验场按不同水流方式设计和建造2组多级串联潜流人工湿地,通过中型试验测试其在不同运行方式下对西安市地面径流中COD、NH4+-N、TN、TP的净化效果。结果表明:2组人工湿地系统出水水质均达到GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类标准;在湿地净化过程中,填料起主要作用,可吸附40%～50%的污染物,植物和微生物的协同作用可将净化效果提高20%～30%;2种人工湿地系统HRT为36～48h,运行间隔时间为7～15d的运行效果最佳;改变水流方式的复合流人工湿地系统净化效果优于水平潜流人工湿地系统,净化效果高出5%左右。研究设计的2种人工湿地均可用于城市地面径流污染的控制和雨水利用。     

滇池流域农田土壤氮磷流失分析研究

采用实地调查与田间模拟实验相结合的方法,研究了滇池流域沿湖15个乡镇农田地表径流氮、磷流失状况及其影响因素。结果表明,研究区农田地表径流氮、磷污染负荷很高,年均流失量差异较大,总氮为5.07~113.16 kg/hm2,总磷为0.15~10.14 kg/hm2。高强度的化肥施用是造成农田径流氮、磷流失量大的主要原因,同时也与土地利用方式、水肥管理方式及种植制度有关;不同坡度农田径流中氮、磷的输出量不同,从6°~12°氮、磷流失急剧增大,12°以后流失量增加减缓;无论在一次降雨中,还是在作物生长周期内,径流中氮、磷流失速率均表现出随时间参数增加而递减的趋势;施肥处理不同,氮、磷流失量存在一定差异,其中尿素与普钙配合施用可减少氮、磷流失,同时获得较高的白菜产量。     

滇池北岸居民-农田混合区域农田土壤氮素空间分布特征研究

土壤氮含量空间分布特征对评价氮迁移风险和合理施肥具有重要意义。以滇池北岸大清河流域下游46.7 hm2韭菜田与花卉地为对象,于2006年8月通过网格法（40 m×（80～90）m）布点采集112个表层土样,研究了土壤氮素空间变异特征。结果表明,调查区土壤TN为1.28～6.17 g.kg-（1均值3.36 g.kg-1）、NO3--N为3.7～691.7 mg.kg-（1均值89 mg.kg-1）。调查区东北部韭菜种植区由于接受生活污水、养殖废水,土壤总氮含量最高,而西南部韭菜、花卉种植区土壤总氮含量相对较低,高浓度养殖和生活污水的排放是导致土壤总氮含量空间分布差异的主要原因;土壤硝氮含量则以西南部花卉大棚区最高,不同的种植方式（花卉大棚栽培）是土壤硝氮含量差异的主要原因。夏季高温多雨,花卉揭棚将增加土壤硝酸盐淋溶/径流的迁移风险,蔬菜田块土壤氮矿化也可能加剧土壤氮的淋溶/径流迁移。因此,在滇池流域湖滨区居民生活污水、养殖污水的排放,作物种植方式与布局,对农田氮的迁移及水体污染具有重要的影响。     

阿什河流域农业非点源污染优先控制区域识别

运用清单法和等标污染负荷法,借助GIS技术对松花江一级支流阿什河流域农业非点源污染负荷、来源解析及其敏感性进行深入分析,找出污染优先控制区域.结果表明:在总量上各污染源对阿什河水质污染贡献大小顺序为化:肥施用＞畜禽养殖＞农村生活污染＞土壤侵蚀＞秸秆污染,其等标污染负荷比分别为67.46％＞16.24％＞12.21％＞2.69％＞1.40％;除城郊幸福乡生活污染贡献率最高外,其他各乡镇均为化肥污染贡献率最高;地处阿什河中游平原的向阳、料甸、舍利、杨树和双丰5乡镇为污染高度敏感区,也即阿什河流域农业非点源污染优先控制区,其原因是高化肥施用量导致TN、TP浓度过高.     

土壤磷素地表径流提取系数研究进展

土壤磷素地表径流提取系数(phosphorus extraction coefficient,ECp)是模拟表层土壤可溶性磷随地表径流迁移,估算农业磷非点源污染负荷模型中的一个重要参数。当前ECp的相关研究存在内涵模糊,确定方法各异,变异范围和影响机制也不够清晰等问题。本文梳理了国内外相关研究中ECp的提取方法、影响因素,为提高农业磷非点源污染评估的精度提供理论依据。ECp定义为地表径流溶解态磷(dissolved phosphorus,DP)浓度与表层土壤可溶性磷含量的比率。该系数通常基于降雨试验,通过建立地表径流DP和表层土壤磷含量的线性回归方程,用回归线的斜率表示ECp,因此其概念本质主要体现在统计学意义上。ECp受降雨、土壤、植被覆盖和农田管理措施等多种因素影响,变异范围较大。ECp通常与土壤黏粒含量、吸附性、植被覆盖度等因素呈反比,而与土壤初始含水量呈正比。非石灰性土壤ECp值一般大于石灰性土壤。为简化计算,ECp在NPS污染模型中通常被设为一个定值。例如,在化学物质、径流和土壤侵蚀 (chemicals, runoff, and erosion from agriculture management,CREAMS)及农业非点源 (agricultural nonpoint source,AGNPS)模型中,ECp值设为7.5,而在土壤侵蚀和作物生产力评价 (erosion/productivity impact calculator,EPIC)和水土评估工具 (soil and water assessment tools, SWAT)模型中,ECp值则设为5.7。因此,未来研究仍需重视ECp的物理内涵,精准测算多次降雨平均和动态ECp,阐明土壤磷素地表径流提取的动力机制;加强地表径流和表层土壤中可溶性磷素含量间的非线性关系的研究,提高ECp值确定方法的适用性;深入分析不同区域ECp的变异特征和影响因素,针对施肥频繁且易发生复杂强烈水力侵蚀的坡耕地,尤其需要提出ECp的校正值;用核定后或者监测获得的ECp统计值代替现有NPS污染模型中的常数,以提高土壤磷素流失负荷模拟精度。     

1996-2009年渭河干流氮素污染特征

通过对渭河干流华县站1996-2009年氮浓度与流量监测数据进行分析,探讨了渭河流域氮素污染特征。结果表明:(1)氨氮、亚硝氮和硝氮的年平均浓度在研究年内呈减小趋势,分别从1996-2000年的7.31,0.74和2.25 mg/L,减小到2001-2009年的6.88,0.71和1.99 mg/L;总氮年均浓度与年均负荷1996-2006年总的趋势是减小;(2)研究年内氮素年平均浓度为:氨氮>硝氮>亚硝氮;(3)枯水期氨氮浓度均高于平水期和丰水期,可能是河流径流量少和流域废污水增加所致;(4) 1996-2006年氮污染的点源贡献都呈现减小趋势,非点源污染贡献呈上升趋势,并且总体上非点源污染贡献突出。     

流域农业面源负荷不确定性及其成因量化分析

明确面源污染物驱动机制及其响应规律,定量解析面源负荷的不确定性特征,是流域面源污染治理的关键内容之一。该研究以长江上游岷沱江和嘉陵江流域74个封闭汇流区为研究对象,基于长序列水文、水质监测数据、污染源统计数据和下垫面数据,分析了驱动-农业面源负荷关系。通过特征阈值控制流量-面源负荷点位集的Delaunay网络尾部噪声,识别边界的几何敏感度,捕捉流量-面源负荷数据集的空间分布形态和潜在的不确定性区域,提出了一种基于非参数化Alpha Shapes包络线算法和加权最小二乘回归方法的面源负荷不确定性定量方法。通过对面源负荷上边界包络线倾角、下边界包络线倾角和包络角变化范围的量化,分析了不同水文条件和下垫面条件对面源负荷不确定性的影响。结果表明：4种污染物面源负荷均呈右偏对数正态分布;氨氮（NH₃-N）、高锰酸盐指数（COD_Mn）、总磷（TP）的极大值主要受高强度、低频率且分布高度不均的降雨过程影响;总氮（TN）极大值主要受污染源影响。4种污染面源负荷及其变化范围均随流量的增加而增大,最大负荷的变化幅度显著的超过平均负荷的变化幅度。NH₃-N、COD_Mn和TP的面源负荷的上边界包络线倾角的变异性大于下边界包络线倾角的变异性,上边界包络线倾角和下边界包络线倾角随着降雨量的增长而表现出明显的增加的趋势,然而包络角随降雨增加而减小。NH₃-N和TP面源负荷对径流量变化的响应更为敏感,下垫面信息量增加将导致4种污染面源负荷不确定性显著增加。4种污染物面源负荷不确定性表现出显著的年际差异,NH₃-N与河网密度、自然植被覆盖及汇流区面积等因子均无显著相关性,COD_Mn、TN和TP面源负荷的不确定性随自然植被覆盖度增加而增加。该非参数Alpha Shapes算法基于多源数据集定量化了流量-面源污染负荷范围的关系,确定了水文条件和流域下垫面因子对面源负荷不确定的影响机制,为识别流域不确定性负荷来源及流域精准化管理提供了科学依据。     

集水区农业非点源污染之评估及控制对策

集水区内不当之农业活动,加速集水区土壤流失及水库水质恶化。本研究利用数值地形模型（Digital Elevation Model,DEM)、配合遥感探测（Remote Sensing,RS)与地理信息系统（Geographic Infomation Systems,GIS)等技术,撰写增益订水区非点源污染评估系统,探讨集水区农业非点源污染控制之成效。利用泥砂递移率与植生缓冲带区位检视集水区内之农业非点源污染源,划定集水区环境敏感区位,针对敏感区回收造林,可有效控制集水区农业非点源污染。