控制排水条件下农业非点源污染物流失特征

通过在宁夏回族自治区青铜峡灌区进行的自由排水与控制排水的对比监测试验,系统分析了控制排水条件下排水量以及农田排水中盐分、总磷、硝酸盐氮、氨氮浓度和负荷的变化特征,分析了控制排水的节排减污机理。研究结果表明：相比于自由排水,控制排水在稻田生长期可累计减少排水43.01%,并降低农田排水中各类污染物浓度,盐分、总磷、硝酸盐氮、氨氮浓度分别减少7.68%、17.39%、18.16%、9.20%;农田排水中盐分、总磷、硝酸盐氮、氨氮污染负荷相应减少46.49%、44.46%、57.51%、38.89%;污染负荷的     

农业非点源污染研究

农业非点源污染逐渐发展成为最重要且分布最为广泛的非点源污染。以农业发展效益较好、农民人均纯收入较高的太湖流域农村为研究对象,对农业非点源污染的污染特征、污染物来源、污染危害进行了分析,并提出相应的防治对策。     

流域农业非点源污染研究概况

本文对有关非点源污染的概念作了简要介绍,并从流域内非点源污染物浓度与负荷、影响因素及机理、预测与评价、模型化以及控制与管理等方面,介绍了以流域为单位的农业非点源污染研究概况。     

农业非点源污染预测模型研究进展

农业非点源污染是一种间歇发生、随机性、突发性、不确定性很强的复杂过程，因此, 模型化研究一直是非点源污染研究领域的一个核心内容。该文回顾了农业非点源污染预测模型的发展，简要阐述了国外农田尺度和流域规模尺度农业非点源污染模拟模型的功能和研究进展，对中国非点源污染预测、模型发展及存在问题进行了论述，提出从农业生产和水环境保护的角度去探讨污染物运移特征和定量预测模型，结合3S技术，并考虑非点源污染的不确定性将是今后非点源污染模型研究的主要内容之一。     

宁夏水环境保护与农业非点源污染

宁夏的地表、地下水环境同农业活动的非点源污染关系十分密切。污染的原因是多方面的,污染途径也各有不同,在详细分析宁夏水环境质量与农业非点源污染关系的基础上,提出宁夏的水环境保护必须首先控制农业活动的非点源污染。     

农业生态系统中氮素造成的非点源污染

施入农业生态系统中的氮素,除一部分被作物吸收外,其余大部分经径流,淋溶,农田排水等形式流失。畜禽养殖场所排废水中的氮素也主要进入地表水和地下水中。氮素流入对水域的污染为非点源污染,主要导致地表水的富营养化,地下水硝酸盐含量过高等。     

农业非点源污染及其防治措施

通过简单介绍农业非点源污染的概念、特点、污染途径及其对环境的影响,针对不同形式的污染途径采取相应的防治措施,以便实现对农业非点源污染从源到汇这两个方面的全面治理,减少农业非点源污染对水体造成的污染以及对人类健康的危害。     

GIS在农业非点源污染研究中的应用

结合国内外GIS在农业非点源污染研究中的利用现状和实例,分析了GIS在农业非点源污染研究中应用的必要性,阐述了其应用的基本方法和形式并介绍了应用现状,探讨了GIS在此领域应用的未来发展趋势。     

GIS技术在农业非点源污染中的应用研究

介绍了农业非点源污染的特点、影响因素及地理信息系统(GIS)的功能特点,阐述了基于GIS技术的环境地理信息系统在我国农业非点源污染预测模型、时空分析、污染风险评估及土地利用污染中的应用,并提出了相应的建议。     

农业非点源污染防治技术的研究现状及进展

随着点源污染的控制水平的提高,非点源污染的治理成为全球环境问题能否得到有效解决的关键,而农业非点源污染作为其中覆盖面最广、隐蔽性最强、治理难度最大的污染类别,自然受到更为广泛的关注.该文介绍了农业非点源污染及其特征,分析了农业非点源污染扩散的方式,总结了导致农业非点源污染的主要原因,以技术防治为切入点,对现阶段国内外农业非点源污染防治技术的研究进行了简要综述,提出了农业非点源污染防治技术研究中存在的问题,并结合存在的问题在化肥等农业生产投入品的新品研发、农业非点源污染情况的实时监控及预警系统的构建、以及可操作性强的决策支持系统的构建等方面对未来农业非点源污染的技术防治进行了展望.     

基于SWAT模型的东北水稻灌区水文及面源污染过程模拟

灌区水文过程对于面源污染物的迁移、转化起到了重要的驱动作用。为揭示东北水稻灌区的水文及面源污染过程,该文在多年试验的基础上,运用修正的SWAT模型对其开展了模拟研究。2009-2011年在吉林省前郭灌区针对水稻生育期及冻融期内的灌区水文过程和农田面源污染物迁移、转化过程开展了系统的监测与试验。水稻生育期内,各级排水系统表现出不同的水文过程:末级排水沟中,由田间通过表层渗流进入排水沟的高浓度的水被灌溉退水所稀释,汇流排水沟的槽蓄量则在很大程度上影响了排水过程及污染物的对流和掺混过程。根据水稻灌区水文特性,以汇流排水沟为子流域,分别采用非稳定渗流公式和马斯京根法描述子流域中稻田向排水沟的渗流排水过程以及向子流域出口的排水汇流过程。试验和模拟结果表明:铵氮(NH4+)、硝氮(NO3-)和化学需氧量(COD)的浓度变化主要取决于排水过程,表层渗流和深层渗流过程决定了排水沟中NH4+和NO3-浓度过程,而排水沟中COD浓度还受到灌溉退水的影响。采用溴(Br-)作为示踪剂,通过测定土壤含水率、温度及示踪剂浓度变化,研究了冻结期的水文过程和面源污染物迁移过程,示踪试验结果显示,冻融期土壤中水流运动受到土壤基质势、温度势及重力势的影响,冻土中平衡状态下基质势为土壤温度的函数,土壤中污染物渗出通量与水分渗出通量表现出线性关系。基于水稻灌区下垫面产汇流特性和冻融期土壤对于灌区水文过程以及面源污染物迁移的影响机理,在SWAT模型模块修订的基础上,模拟了东北地区水稻灌区面源污染迁移流失过程,模拟流量、NH4+、NO3-、COD浓度与实测值符合较好,表明改进的模型能够用于东北地区水稻灌区的水文及面源污染过程模拟。     

青海省农业面源污染源特征分析

基于历史数据分析,阐明青海省农业面源污染来源的主要特征及发展趋势,提出基于不同畜禽养殖方式的畜禽养殖面源污染排放量的计算方法,揭示不同类型农业面源污染源的污染物产生量和潜在威胁,并提出主要污染来源的防治对策。青海省近30a来的农药化肥、地膜、秸秆以及畜禽粪便量总体上呈现增大的趋势,近5a来秸秆量出现小幅下降;在不同的畜禽养殖方式下,散户产生的面源污染负荷量最大,规模化养殖厂(小区)和养殖专业户的NH_3-N污染负荷较大,放养畜禽的NH_3-N和总磷面源污染负荷量不容忽视。2015年青海省畜禽粪便产生的进入水体形成农业面源污染的化学需氧量占98.8%,NH_3-N、总氮和总磷分别占90.2%、93.8%和93.9%。在主要农业面源污染防控措施方面,应大力加强畜牧业的污染治理,形成种植业与畜牧业的结合,建立良性生态循环模式。     

密云水库土门西沟流域非点源污染负荷估算

密云水库水质影响北京市地表饮用水源质量,非点源污染成为密云水库水质下降的主要原因。为了满足水资源管理规划,在密云水库土门西沟小流域内根据不同的水土保持措施选择6个径流小区,主要有：板栗林、油松林、刺槐林、混交林、灌木林、梯田,于2007年对小区地表径流进行水质水量的监测。运用RUSLE公式和SCS法估算流域内不同水土保持措施的非点源污染负荷,利用ArcGIS工具绘制了土壤侵蚀量空间分布图。结果表明：土门西沟小流域非点源污染物主要来源于土壤侵蚀,泥沙中的吸附态是非点源污染物存在的主要形式;其次土门西沟小流域不同水土保持措施单位面积的污染负荷输出由大到小排列顺序为,经济林＞阔叶林＞灌木林＞针叶林＞混交林＞梯田。研究结果表明减少经济林来增加混交林用地面积,提高水源林的覆盖率,梯田可以维持现有的用地状况,禁止陡坡栽种农作物,坡脚和沟道农地采取梯田的耕种方式,以此来达到控制非点源污染的目的。跟以往研究得出的结论相反,梯田非点源污染负荷比林地小,主要是因为梯田相对坡耕地大大增加了地表入渗量,此外是因为梯田施用有机肥料,减少非点源污染。     

基于水功能区的湖北省农业非点源污染控制区划

农业非点源污染已成为区域水质恶化的主要原因,有针对性地按照国家和地区对不同水功能区的水环境质量标准的要求划分农业非点源污染控制区,可以使非点源污染的控制更有效率.以湖北省103个县域为对象,以水功能区要求为基础,采用ArcGIS分析法确定县域水环境质量标准,在此基础上,采用水质污染指数法及内梅罗指数法解析各县域单元的污染类型及敏感性,最终划定研究区农业非点源污染控制分区.结果表明：1）湖北省可划分为Ⅱ类水质保护区的县域单元29个,划分为Ⅲ类水质保护区的县域单元74个;2）Ⅱ类水质保护区污染类型可划分为3类,主要为单一污染源污染,敏感区可划分为3类,分别为不敏感、轻度敏感及中度敏感;3）Ⅲ类水质保护区污染类型可划分为7类,主要污染类型为单一污染源污染和混合污染,敏感区可划分为3类,分别为轻度、中度及重度敏感;4）农业非点源污染控制区可划分为3个级别,包括2个一级控制分区,6个二级控制分区,23个三级控制分区.区划结果可为湖北省农业非点源污染管理和防治提供参考.     

黄石市农业面源污染的解析及其空间异质性研究

为弄清黄石农业面源污染的源分配以及在空间上的分布差异,进而为削减黄石农业面源污染提供理论依据,该文采用清单分析方法,研究了黄石市化肥施用、有机肥施用、秸秆遗弃、畜禽养殖、水产养殖、生活污水、生活垃圾、地表径流中COD、BOD5、TN、TP的污染负荷及其在空间上的分布差异。结果表明,黄石市农业面源污染排放COD、BOD5、TN、TP的实物总量分别为6.12万、3.55万、1.65万、0.43万t/a,相应的等标排放量分别为3061、8874、16542、21726 t/a。农业面源污染负荷已占全市水环境的半壁江山,接近水环境容量,必须予以削减。主要污染源是畜禽养殖、化肥与生活污水,主要污染物是TP、TN。因农业面源污染引起COD、BOD5、TN、TP的排放浓度为26.04、15.10、7.04、1.85 mg/L,达到严重污染。按压力确定的污染程度是大冶市＞市区＞阳新县,按响应确定的污染程度是市区≈大冶市＞阳新县。     

基于自记忆原理的非点源污染负荷预测模型

尝试将自记忆原理引入非点源污染负荷的预测研究中,并对一般形式的自记忆模型进行改进,建立了改进的非点源污染负荷自记忆预测模型。采用1976～1999年渭河华县站总氮非点源负荷及与其产生关系密切的径流、泥沙、上游流域降雨资料,前21 a资料用作训练,后3 a资料用作检验,经计算表明,该文所提出的改进的非点源污染负荷自记忆模型预测效果良好,该方法是一种可行的非点源污染负荷预测方法。     

澳大利亚农业系统中非点源污染的控制

The Australian farming sector is continuing to intensify, particularly within 300 km of the east and southern coastlines. In the future there will be fewer and larger farms, which will use more fertilizer, support more stock, grow more monoculture crops, and utilise more marginal soils. This is likely to increase the major environmental impacts of soil degradation, salt, nutrient and sediment contamination of waterways, and greenhouse gas emissions. Australian national water policy continues to focus on land, stream and groundwater salinity issues, although there is now a greater recognition of the importance of nitrogen and phosphorus losses from agriculture. The general philosophy of policy for dealing with nonpoint source pollution has been towards a voluntary rather than regulatory approach, with state and national governments supporting a range of programs to encourage sustainable agricultural practices. A catchment （watershed） based approach, through the use of integrated catchment management plans, is the primary way that non-point source pollution is addressed at the farm and local level. At an industry level, cotton, grains, meat, sugarcane and dairy amongst others, as well as the Australian fertilizer industry, have responded to non-point source issues by investing in research and development, and developing codes of practice aimed at abating these environmental impacts. Understanding the economic, social, political and cultural contexts of farming as well as the environmental impacts of agriculture are very important in determining the appropriateness of policy responses for Australian farming systems.     

流域面源污染负荷差异性及不确定性的尺度特性分析

针对流域面源污染负荷差异性及其不确定性的尺度特性问题,于2013-2015年在釜溪河流域测定了不同尺度汇流区的面源污染负荷和污染物转化动力学参数。分别采用动态时间弯曲距离DTW(dynamic time warping distance)和信息测度度量了不同尺度汇流区面源污染的负荷差异性和不确定性。结果表明:不同的汇流区尺度上,降雨量小于临界值(40 mm)的情况下,氨氮(NH_3)、总氮(TN)、总磷(TP),和高锰酸盐指数(I_(Mn))负荷均随降雨量的增加而非线性增大,降雨量超过临界值后,流域面源污染出现最大负荷。降雨量超过临界值后,由于尺度增加后下垫面对径流过程调蓄能力的增大,相比子流域尺度,流域尺度上NH3、TN、TP和I_(Mn)负荷的变异系数分别增加了69.1%、47.0%、14.2%和85.8%。枯水期和汛期面源污染负荷主要受到污染源流域分布特性和下垫面径流条件的影响,不同尺度汇流区的NH3、TN、TP和I_(Mn)负荷在枯水期的差异性均显著小于汛期的差异性,子流域之间、以及子流域与流域之间4种污染负荷的差异性平均增大了3.18倍和2.44倍。相比子流域尺度,在流域尺度上单位面积流量、TN、TP和I_(Mn)负荷基质熵分别减小了4.8%、9.3%、31.9%和10.7%,而NH3增加了15.3%;有效测定复杂度分别增加了4.6%、15.4%、17.4%、49.5%和19.8%。不同尺度汇流区的面源污染负荷过程与流量过程不具有完全同步性。随着汇流区尺度的增大,面源污染负荷不确定性减小;有效测量复杂度随尺度增大表明在更大的尺度上对于面源污染负荷有效预测的参数数量显著增加;涨落复杂度和平均信息增量关系表明随着尺度的增加,面源污染负荷对降雨量的敏感性降低,而对下垫面条件的敏感性增加。不同尺度条件下,面源污染对降雨和下垫面的敏感性变化规律、以及面源污染负荷变异性机理等方面的研究将有助于提升分布式水文及面源污染模型理论。