施肥对浙北平原桑园地表径流中氮磷流失的影响

为了研究浙北平原区桑园氮磷径流流失负荷与肥料流失系数,开展了典型桑园原位定位试验,设置了常规施肥区和不施肥区对照处理,通过一个施肥周期（2年）内的径流氮磷流失量监测分析,研究了桑园氮磷养分的径流流失负荷与肥料氮磷流失率。结果表明,桑园年平均降雨径流系数约为0.253,一次施肥周期内常规施肥区TN和TP累积流失总负荷达到36.13 kg·hm^-2和3.49 kg·hm^-2,其中由施肥引起的N、P养分径流流失量分别达到6.415 kg·hm^-2和1.090 kg·hm^-2,肥料N、P径流流失系数分别为0.744%和3.047%。常规施肥区径流氮流失以可溶态为主,其中NO₃-N和NH₄-N分别占比约38.3%和14.4%;而常规施肥区径流液磷的流失以颗粒态为主,占比约为68.9%。施肥后前期的肥料氮磷养分流失较为严重,且磷流失风险比氮更大,施肥周期内桑园由降雨地表径流引起的氮、磷养分累计流失量与产流次数呈幂函数增加（R²>0.95）。     

不同降雨强度下旱地农田氮磷流失规律

为阐明旱地农田径流氮磷流失规律,以种植空心菜的旱地为研究对象,采用人工模拟降雨方式,设计10、15、25 mm·h^-1三个降雨强度,研究不同雨强下旱地氮磷流失特征和径流拦截效果。结果表明：在相同降雨量条件下,旱地径流量随降雨强度的增大而增加,10、15、25 mm·h^-1雨强下产生的径流总量分别为197.07、381.92、649.45 m³·hm^-2,对应的径流系数分别为0.20、0.38、0.65。总氮（TN）浓度变化随产流时长呈现出先上升后下降的趋势,峰值明显,氮的流失形态以硝酸盐氮（NO₃^--N）为主;TN流失量随着降雨强度的增大而增加,10、15、25 mm·h^-1雨强下分别为0.67、2.48、9.74 kg·hm^-2。总磷（TP）流失浓度随降雨强度的增大而降低,流失过程相对平缓,磷的流失形态以颗粒态磷（PP）为主;10、15、25 mm·h^-1雨强下TP流失量分别为0.061、0.050、0.030 kg·hm^-2。通过田间沟渠水位的管控,可有效减少TN的径流排放,不同雨强下减少比例分别为100.00%、63.56%、33.98%。研究表明,氮的拦截是控制旱地面源污染的重点,在拦截能力有限的情况下,选择污染负荷较高的时段可有效提高面源污染拦截效果。     

太湖地区典型小城镇降雨径流NP负荷空间分布的研究

通过对太湖地区典型乡镇镇区交通干道商业区、镇居民区和附近农村居民点的 8次降雨地表径流的调查,分析了小城镇地表径流的 TN、 TP、- N、- N含量的空间分布状况.结果认为,小城镇及附近农村降雨地表径流氮、磷负荷是区域重要的非点源污染源.镇附近农村居民点降雨径流 TN、 TP浓度分别达 7.26± 4.43 mg@ L- 1和 2.21± 0.90 mg@ L- 1, 镇商业区和居民点降雨径流 TN、 TP浓度相对较低,但远高于周围水提浓度,大大超过地面水Ⅴ类水质标准. TN/TP比值的差异说明, 3类观测区域降雨径流污染物来源明显不同.     

紫色土坡地氮素和磷素非点源输出的人工模拟研究

氮素和磷素是引起水体富营养化的莺要限制因子,本文通过人工模拟降雨的方法,对紫色土坡地在降雨后产生的氮磷迁移过程进行动态研究.结果表明,两种坡度(5°和10°)和不同降雨强度的模拟降雨过程中,供试的土壤产生两种径流模式:地表径流和壤中流.多场人工模拟降雨中,单场降雨造成坡地总氮(TN)最大迁移量达2.13 kg·hm-2,总磷(TP)最大迁移量达0.17 kg·hm-2,地表径流的总氮和总磷(NP)输出与壤中流NP输出相差3～5倍,地表径流是TP输出的主要途径,而地表径流TN输出与壤中流TN输出差异不显著,壤中流也是TN迁移的另一重要途径;在相同坡度和降雨强度条件下,农田作物的覆盖作用能减缓地表径流量和N、P的迁移量具有明显作用,但产流时间的差异不大;在相同作物覆盖和降雨强度条件下,坡度越大其地表径流量和TN的迁移量也越大,土壤的NP迁移主要以TN为主.通过模拟降雨发现紫色土坡地土壤NP流失浓度与径流流量之间的关系可以表示为:Gn=aQ2 bQ c,降雨量是影响参数b的主要因子.     

典型沙源区水库大气氮干、湿沉降污染特征研究

为研究典型沙源区水库大气氮干、湿沉降污染特征及其对水域氮素污染的贡献,以京蒙沙源区大河口水库库区为研究区,于2014年沿水库岸边布设12个大气氮沉降监测站点,采集干、湿沉降样本,测定干、湿沉降TN质量浓度,计算全年各月大气TN干、湿沉降通量和年入库TN污染负荷量。结果表明,研究区大气干、湿沉降季节差异显着(P<0.05):全年各月TN干沉降通量变化范围为116.31~382.02 kg·km^-2,主要集中在春季4月和秋季10月,最大TN干沉降通量出现在春季风沙最为严重的4月,其值为382.02 kg·km^-2;湿沉降通量变化范围为0.73~195.53 kg·km^-2,主要集中在夏季(6-8月),最大TN湿沉降通量出现在降水量最大的8月,其值为195.53 kg·km^-2.大气氮沉降以干沉降为主,全年月平均TN干沉降通量是湿沉降通量的2.9倍,且TN湿沉降通量与降水量变化呈显着正相关(R²=0.961 3).同入库河流径流TN污染负荷对比,2014年大气TN沉降入库污染负荷量为7.15 t,占同年滦河和吐力根河两条河流入库TN污染负荷的19.91%.     

不同土壤管理对茶园氮磷径流损失的影响

为掌握不同土壤管理对茶园氮磷径流损失的影响，为茶园管理提供基础，在千岛湖地区的茶园中分别设置了常规施肥（CF）、50%有机肥替代化肥（COF）、在CF基础上施用调理剂（CFC）、在CF基础上覆盖稻草（CFM）等 4个处理3次重复的试验，在自然降雨条件下动态监测了不同处理的径流量、径流水中氮、磷浓度并计算氮、磷流失量。结果表明，茶园地表径流量介于1 049.3～1 417.3 m³·hm^-2，稻草覆盖显著降低了茶园地表径流量的25.4%～26.0%（P < 0.05）；茶园地表氮、磷径流损失量介于1.48～2.23 kg·hm^-2，0.39～0.54 kg·hm^-2，与CF相比，COF、CFC和CFM处理的氮流失量分别减少了24.8%、11.1%和33.9%，磷流失量分别降低了26.5%、24.8%和29.8%；径流水中不同形态氮、磷浓度与地表径流量呈现极显著负相关（P < 0.01），相关系数介于﹣0.55～﹣0.75。为降低茶园氮磷面源污染流失风险，今后在茶园土壤管理中可优先推广稻草覆盖措施。     

洱海海西不同种植类型下农灌沟渠雨季水质变化特征与综合评价

为揭示洱海海西种植区不同种植类型对农灌沟渠雨季水质的综合影响及N、P等贡献率,选取烟草、苗木、蔬菜和水稻4种种植区内农灌沟渠为研究对象,通过分析COD、TN、TP及NH₄⁺-N浓度变化特征及种植类型贡献率,同时采用综合平均污染指数法和“中心化”灰色模式识别水质评价模型对沟渠水质进行综合评价。结果表明： 4种种植类型中蔬菜和烟草种植分别对沟渠径流中TN和TP流失贡献最大,沟渠径流中NO₃^--N是TN最主要形态,占比为60.43%~81.35%,烟草种植区沟渠径流中DTP为TP主要形态,占比为74.16%~77.95%;综合平均污染指数法表明沟渠中TN和COD是水质类别变化主要影响因子,水质影响占比分别为14.06%~56.95%和20.03%~37.19%;灰色模式识别模型分析发现单位种植面积指数差（ΔGC·hm^-2）贡献依次是蔬菜（0.057 2） > 烟草（0.015 5） > 苗木（0.014 1） > 水稻（0.000 2）,种植类型对沟渠水质影响依次降低。     

不同雨强和植被盖度对稻田径流及氮素流失的影响

阐明径流及养分流失特征对制定农田径流削减策略、降低面源污染发生风险具有重要意义。为明确稻田径流和氮素流失对雨强的响应,分别在水稻生育前期（低植被盖度）和后期（高植被盖度）选择3个降雨强度[低雨强（SI）,30 mm·h^-1;中雨强（MI）,60 mm·h^-1;高雨强（LI）,90 mm·h^-1]进行了田间降雨模拟试验。结果表明：稻田径流率均呈先上升后下降的趋势,且径流率峰值随雨强增大而增加。不同降雨强度下径流率峰值分别为72.58 （SI）、126.45 （MI）、234.90 （LI） m³·hm^-2·h^-1（低植被盖度）和41.94（SI）、70.02 （MI）、83.30 （LI） m³·hm^-2·h^-1（高植被盖度）。径流氮素浓度在初始产流期较高,不同植被盖度和雨强下径流氮素浓度随径流时间的变化均可以用对数函数方程进行描述[Y=a-b×ln （X+c）,P<0.01]。与浓度表现不同,受径流率影响,径流发生后的前40min内的氮素流失风险较高,特别是在径流发生后的20~30 min （流失率峰值时间）。低植被盖度下氮素流失率更易受降雨强度影响,两种植被盖度下氮素流失率峰值分别为0.07 （SI）、0.10 （MI）、0.27 （LI）kg·hm^-2·h^-1（低植被盖度）和0.05 （SI）、0.04 （MI）、0.06 （LI）kg·hm^-2·h^-1（高植被盖度）。因此,不同雨强下氮素流失负荷在低植被盖度条件下差异显著,且高降雨强度的氮素流失量（10.02mg·m^-2）显著高于中、低降雨强度,铵态氮（NH₄⁺-N）是稻田径流氮素流失的主要形态（占比约41%~52%）。氮素流失负荷与径流发生前期（0~20 min）和中期（20~40 min）的径流率及氮素浓度密切相关。结果表明,初始产流期是稻田氮素流失的高浓度风险期,而径流发生后的20~30 min内氮素流失最快,低植被盖度下径流发生更易受雨强影响。     

基于污染足迹的太湖流域稻作农业污染评估--以常州市和宜兴市为例

稻作农业在保障粮食安全方面贡献巨大,但因经济利益驱动,化肥农药被过量施用,造成了氮、磷等营养物质流失,对水环境产生严重影响。本文基于全国第一次污染普查数据,结合各类污染物的产排污系数计算了稻作农业COD、TN和TP入河量,通过污染足迹模型计算了稻作农业COD、TN和TP的污染足迹,通过污染压力模型计算了稻作农业COD、TN和TP的污染压力指数,并对其进行评估。结果表明:(1)常州市、宜兴市稻作农业生产过程中向水环境排放的污染物中以COD和TN为主,其入河量分别为792.96 t·a^-1和605.28 t·a^-1,TP入河量为27.16 t·a^-1;(2)常州市、宜兴市稻作农业TN污染足迹最大(3 944.50 hm²),其次为TP污染足迹(2 578.95 hm²),最小的是COD污染足迹(523.52 hm²);(3)常州市、宜兴市稻作农业对水环境的污染压力指数为2.10,处于中度污染压力状况,表明常州市、宜兴市稻作农业生产活动超出了当地水域的承载能力,对当地水环境产生了压力。     

紫色丘陵区小流域典型降雨径流氮磷流失特征

对2007年盐亭小流域两场典型降雨(施肥后首场大雨和大暴雨)的径流过程进行了连续监测,同步测定了径流量、氮磷浓度,旨在阐明农业小流域典型降雨氮磷流失随降雨径流的变异规律.结果表明,流量曲线与浓度过程线变化趋势一致.整个径流过程中的氨态氮(AN)与磷酸盐(PO3-4-P)浓度较低且波动较小.初期径流颗粒态氮(PN)、颗粒态磷(PP)与总磷(TP)的浓度高于后期径流,初期冲刷效应明显.颗粒态氮(PN)是氮素在径流初期迁移的主要形态,而后期以硝态氮(NN)为主;但PP是整个径流过程中的主要迁移形态.初期径流中AN、PN、TP、PP及泥沙(SS)负荷分布较大,而硝态氮(NN)、总氮(TN)和PO3-4一P则主要分布在径流后期.污染物初期冲刷和NN后期淋溶是暴雨径流氮素流失的主要原因,而施肥后首场降雨氮素流失的主要原因是NN淋溶.暴雨径流产生氮磷负荷巨大,TN与TP分别为167.04kg和20.75 kg;而施肥后首场大雨径流氮磷流失负荷较小,分别为12.07 kg(TN)、1.04 kg(TP),其中60%的TN以NN流失.     

沈阳市降雨径流初期冲刷效应

研究探讨城市降雨径流的初期冲刷效应对于城市水环境治理和水污染防治具有重要意义。以沈阳市典型区域为例,对坡顶屋面、平顶屋面和路面3种典型下垫面的降雨径流进行了监测,分析的污染物包括总悬浮颗粒物(TSS)、总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)和主要重金属(Cd、Cr、Cu、Ni、Zn)。利用M(V)曲线和污染物初期冲刷率(MFF₃₀),分析了不同降雨径流事件的初期冲刷强度和发生强冲刷、弱冲刷的概率。结果显示:研究区较易产生初期冲刷现象,约有50%-90%的降雨事件能产生初期冲刷现象。3种下垫面发生初期冲刷的强度依次是:平顶屋面>坡顶屋面>路面。降雨历时和干期长度与初期冲刷效应具有正相关关系,降雨量和降雨强度与初期冲刷先是正相关关系,但当稀释效应大于冲刷效应时,呈现负相关关系。重金属污染物较容易发生初期冲刷现象,而TN易发生强初期冲刷。     

邯郸市城区雨水径流水质及其主要影响因素研究

[目的]为有效利用城市雨水、控制非点污染提供依据。[方法]采用体积法观测了邯郸市内主要干道和屋面降雨,分时段取样,分析了样品COD、SS、Pb、Zn、TN、TP、石油类、酚、氯的含量。[结果]油毡屋面初期径流COD最高为2 458 mg/L,在降雨后期维持在100 mg/L左右。道路初期径流COD和SS最大值分别为1 080和3 155 mg/L。油毡屋面明显较瓦屋面污染严重,在整个降雨过程中,COD值始终超标(300 mg/L),随季节气温变化明显。短时强降雨的冲刷强度大,初期径流COD、SS值高,稳定速度快;降雨强度较小,初期径流COD、SS值小,稳定速度慢。[结论]城区雨水初期径流水质污染严重。屋面材料、道路污染状况、气温、降雨量、降雨强度、降雨间隔时间等是主要的影响因素。     

丹江口水库核心水源区典型流域农业面源污染特征

为分析丹江口库区农业地表径流及其水质污染特征,识别流域水质污染风险变量,探究主要潜在污染物时空排放规律,估算流域污染负荷并分析污染物来源贡献,应用因子分析方法,通过周年常规监测,对核心水源区典型小流域的地表径流及其水质污染特征进行了分析,并探讨了其时间差异性。同时采用平均浓度法估算了流域内面源污染负荷量和各污染源类型对主要潜在因子负荷的贡献率。结果表明:流域内水体浊度、色度及流量在上游与下游间存在显著差异,总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝酸盐氮(NO_3~--N)、pH和电导率在不同监测断面间差异不显著;TN、TP、COD和流量是影响库区水质、造成污染风险的主要潜在因子;5—9月,随着降雨量和流量的增加,同步出现农业面源污染排放高峰。流域内,上、中、下游流域监测断面TN年负荷量分别为4.94、11.04、20.43 t,TP年负荷量分别为0.17、0.50、0.68 t,COD年负荷量分别为29.02、68.78、118.27t。农业生产及生活对TN贡献较大,规模化养殖对TP贡献较大,二者联合对COD负荷贡献率达到76%。研究表明,大量氮磷随水土流失进入水体是引起小流域面源污染负荷偏高的主要原因,加大对农业生活区和规模化畜禽养殖的控制管理,构建植被缓冲带等减少水土流失措施,对有效防治丹江口核心水源区典型小流域的面源污染具有重要作用。     

城郊环境梯度下地表径流污染特征研究

采用事件平均浓度（EMC）和M（V）曲线初期冲刷效应判识方法,对2011年4月北京市中心城区和远郊区县降雨径流污染特征进行分析.结果表明,受城郊环境差异影响,径流污染物种类、浓度和初期冲刷效应存在明显分异,城区COD、TP、TN污染物浓度低于郊区,氨氮浓度高于郊区;城区径流存在初期冲刷效应,郊区无明显初期冲刷效应.     

东江流域不同地类非点源污染排放特征

以东江流域为研究对象,选取不同土地利用类型小区进行野外径流场试验,研究自然降雨过程中不同地类常规污染物与典型重金属的非点源污染排放特征。结果表明,农业用地水质较差,是流域内的主要非点源,但公路重金属污染物也不容忽视。庭院、公路和菜地地表径流污染物浓度与径流量相关性显著,而水田与林地则相关性差,主要是由同一小区二次降雨间隔差别大与地面特性引起的。庭院SS与COD发生显著初期冲刷现象,TN、TP与重金属(Cu、Pb、Zn及As)初期冲刷不显著,公路、菜地、水田、林地,则大部分指标都发生了明显的初期冲刷现象,同时部分场次降雨中也会出现二次冲刷的现象。不同污染物的初期冲刷现象显著程度规律为SSCODPbTNZnTPCuAs,常规污染物的初期效应比重金属显著,重金属的初期效应更易受到用地类型的影响;对比不同用地类型,则农用地更易发生初期冲刷现象,但公路径流中重金属污染物也存在显著初期冲刷现象。降雨量、降雨强度及二次降雨间隔是影响初期冲刷现象的显著因素。     

哈尔滨松北湿地对农业非点源污染截留和去除效应研究

哈尔滨松北湿地位于松花江北岸,属于典型的农田与地表水体中间缓冲地带,通过选取有代表性的地点进行监测试验,运用SCS模型和溶解态氮磷污染负荷模型进行径流量和污染负荷估算,并进行相关数据的实验和分析,结果表明:(1)哈尔滨松北湿地地表径流中非点源污染负荷:TN的平均浓度11.56 mg/L、NO3--N平均浓度3.68 mg/L、NH4--N平均浓度2.02 mg/L、TP平均浓度0.99 mg/L;(2)降雨径流形成初期,TN、硝态氮、氨氮的浓度较高,1个小时后,浓度开始下降。TN峰值出现在径流形成后55 min,TP峰值出现在径流形成25 min,呈波浪型下降;(3)降雨两日后湿地水体中的TN、NO3--N、NH4+-N、TP浓度均有大幅度的下降,且浓度均低于农田径流中污染物的浓度,其中,TN减少了74.22%、NO3--N减少了50.38%、NH4+-N减少了77.94%、TP减少了17.91%。说明松北湿地对农业非点源污染物有很好的截留和去除效果。     

植被过滤带水土保持和水质净化效益研究

植被过滤带是水土保持和面源污染防控的重要措施之一。本研究于2016年8月在鹫峰人工降雨大厅通过土槽植草冲刷试验,观测不同宽度和坡度的植被过滤带(高羊茅)对地表径流、总悬浮物(TSS)以及污染物(TN、TP、K)的削减效果,定量分析植被过滤带宽度、坡度及入流流量大小等因素对植被过滤带径流拦蓄、TSS拦截和水质净化效益的影响。结果表明:植被过滤带的宽度对径流拦蓄效益影响较大,宽度为1、3和5 m植被过滤带的径流削减率分别为25.9%、79.6%、79.7%;污染物(TN、TP、K)削减率随着宽度逐渐增大,分别为51.7%~92.9%、44.4%~98.8%、31.7%~97.9%;TSS削减率分别为97.6%、99.4%和77.4%。随着坡度的增加(3°、7°和10°),径流和TSS的削减率呈逐渐减小趋势。对于同一个植被过滤带而言,较小的入流流量所对应的径流和TSS削减率较大,而污染物负荷削减率较小。研究表明,植被过滤带能有效拦蓄径流、拦截悬浮固体等污染物质,具有较好水土保持和水质净化效益。      

生态植草沟结构参数变化对降雨径流调蓄净化效应的影响

通过对5条不同结构参数的生态植草沟进行模拟降雨径流实验,分析生态植草沟结构参数变化对降雨径流的调蓄效应和污染物净化效应的影响,找出效果最佳的结构参数和相关影响因素。结果表明,5种结构参数的生态植草沟在大雨(12mm/h)和暴雨(24、30mm/h)情况下对降雨径流洪峰的延缓均能超过20min,同时对降雨径流的削减率均能达到20%以上;5种结构参数的生态植草沟中对径流污染物净化效果最佳的结构组合是:20cm种植土+30cm砌块砖+10cm砾石,此结构对总悬浮物(TSS)、化学需氧量(COD)、氨氮(NH+4-N)和总磷(TP)的削减率分别为89.3%、48.0%、72.3%和85.3%;随着砌块砖厚度增加、砾石厚度减少,植草沟对TSS和TP的削减率都增大;随着砾石厚度增加、砌块砖厚度减小,植草沟对COD的削减率增大;砌块砖层和砾石层组合结构的植草沟对氨氮的削减率较高。     

基于SWMM的宿迁市非点源污染负荷模拟计算

以宿迁市中心城区非点源污染为对象,基于SWMM模型,根据降雨径流实测数据并结合相关经验参数率定模型参数,构建了基于SWMM模型的研究区非点源污染负荷计算模型,共设计了7种不同降雨情景,分析了不同降雨条件下研究区非点源污染固体悬浮物(TSS)、COD、TN、TP的入河污染物总量和入河过程线。在设计的降雨情景下:(1)在一定的降雨强度范围内,入河污染物总量随降雨强度增加而增加,高强度降雨较低强度降雨可对受纳水体造成更大的污染;(2)污染物浓度峰值出现在降雨45~50min内;(3)入河TSS、COD体现了明显的初期效应,而TN、TP没有明显的初期效应,这与氮磷的再次堆积有关。     

高速公路路面雨水径流污染物出流规律研究

基于南京机场高速公路禄口高架桥降雨径流监测资料,结合国内外的研究成果,探讨了高速公路路面降雨径流污染物的出流规律,路面径流事件平均浓度及其影响因素。研究表明,COD与SS的出流规律基本类似,当降雨量和降雨强度较大时初期浓度较高,随后逐渐减小,最终趋于稳定,径流初期效应显著;当降雨量和降雨历时较小时,COD与SS浓度波动较小,初期效应不明显。路面降雨径流污染严重,各污染物EMC平均值分别为:SS 238 mg/L、COD 196 mg/L、NH3-N 3.86 mg/L、TN 11.93 mg/L、TP 0.89 mg/L。降雨特性对各污染物影响权重为:前期晴天数>降雨强度>降雨量、降雨历时。