-
巢湖流域非点源磷污染负荷时空分布研究
-
作者：
侯森 来源：南京大学 年份：2015 文献类型 ：学位论文 关键词： 洪涝灾害 脆弱性评价 风险评价 巢湖流域 脆弱性曲线
-
描述：巢湖流域非点源磷污染负荷时空分布研究
-
巢湖流域农业非点源磷流失风险评价及关键源区识别
-
作者：
周慧平 来源：南京大学 年份：2006 文献类型 ：学位论文 关键词： 关键源区识别 磷流失 农田土壤磷素 风险评价 农业非点源污染 污染治理 巢湖流域
-
描述：农业非点源污染是引起水体富营养化日益加剧的重要原因，已经成为国内外关注的焦点。非点源污染的发生受地形、气候、水文、土壤、土地利用和管理方式等众多因素的影响，时空差异性非常显著。大多数非点源污染主要发生在一些大的降雨事件之后并主要来源于农业流域的小部分区域，这部分区域成为农业非点源污染的关键源区。要利用有限的资源对污染实施有效地控制，必须采取新的技术手段识别流域内的关键源区，将治理重点和有限的资源投入到流域内污染负荷最高、且对水体危害可能性最大而范围相对较小的敏感地区和地段，优先加强管理措施并安排治理工程的布局，提高投资效益并节约土地资源，大大降低污染控制工作的难度，更好地实现预期的治理目标。 磷是大多数淡水水体富营养化的主要限制因子，而来自农田的磷在进入水体的总磷中占有越来越多的份额。本文选择巢湖流域为研究区，通过研究流域耕层土壤磷的空间变异及水土界面迁移能力，在评价其流失风险的基础上，识别流域非点源磷污染关键源区，并探讨流域非点源磷污染发生的时空变化特征，最后提出非点源磷污染控制与管理的对策。 ①采用GIS和地统计学方法来定量研究巢湖流域耕作土壤全磷的空间变异特征并结合全国第二次土壤普查资料分析区内农田土壤磷素的动态变化。 ②通过大量土壤实验，以测定流域内各类型土壤及利用类型下土壤磷吸持指数(PSI)、吸持饱和度(DPSS)值来评价磷在水土界面的迁移能力。 ③在GIS支持下，以多因子综合分析法建立非点源磷流失风险指数评价体系，通过量化磷流失风险识别磷污染关键源区。主要步骤为： a．收集巢湖流域背景资料及现场实测资料、数据，根据研究区特征筛选、确定与非点源磷流失关系最密切的因子作为评价指标，建立分类(如源因子、迁移因子)指标体系，根据各个指标的调查资料确定权重与等级值。 b．根据精度要求与资料条件，采用空间离散化方法将流域划分为性质相近、面积较小的地理网格。对各个地理单元内的各项参数指标进行量化。 c．根据风险评价指标体系，建立非点源磷污染指数模型，对各地理单元内的非点源磷污染发生风险进行量化。 d．输出流域非点源磷污染流失风险指数图，将所有单元的污染指数排序分级， 圈定出污染发生的关键源区。 采用改进的评价体系首次综合考虑了土壤磷在水土界面的迁移能力，纳入了磷吸持指数和吸持饱和度指标，并进一步考虑了污染物迁移对河流下游及巢湖的影响，由此识别的关键源区更具有现实意义。 研究结果表明： 巢湖流域耕层土壤磷素水平在过去20年里提高了一个等级，巢湖与合肥地区的土壤全磷平均增幅分别达到了60％和56％。 流域耕层土壤全磷的半方差拟合模型为指数模型，全磷分布显示为中等的空间相关性；全磷空间插值在NE—SW方向整体上呈带状分布，与土壤母质分布特征较为吻合；中部区域有较多的斑块状分布。空间分布在大尺度上主要受土壤母质、土壤类型与地形因素的影响，在局部小尺度上受到人们农业经济活动的影响。 流域各类土壤的磷吸持指数PSI的范围在4.3-56.5。石灰岩土的PSI值最大，其次为红壤，紫色土的固磷能力较弱。流域已有超过40％的区域土壤磷饱和度超过25％的“危险值”。 污染源指数较高的地区主要分布在流域西南部六安、舒城的丰乐河—杭埠河一带；北部合肥地区；南部兆河、西河一带；以及裕溪河周围的流域下游地区。从土地利用上看，高指数地区主要分布于流域的平原耕作区。 流域西南部、南部以及巢湖东南部的山地丘陵，污染物迁移主要受土壤侵蚀及降雨径流的影响；而平原地区地形因子差异小，污染物迁移主要受降雨和潜在污染源距河流距离因子的影响，迁移指数在巢湖南部高于北部。由于考虑了污染物迁移对巢湖的影响，流域污染迁移指数较高的区域主要分布于巢湖主要入湖河流附近及接近巢湖的部位，以及从巢湖闸至裕溪河下游流域出口沿河大部分地区。 巢湖流域农业非点源磷污染风险指数空间差异显著，受到土壤、地形、气象、植被与管理因子的综合影响。风险指数最高且占流域面积5％的区域主要分布在南淝河-十五里河、杭埠河-丰乐河、白石天河、兆河的巢湖附近河段、裕溪河两侧地区，应作为磷污染重点控制的关键源区。其次占流域面积20％的高值区主要分布于巢湖北部、西南部约40km内主要入湖河道两侧。巢湖东北部、东南部、流域西南山区大部分为磷污染中等及低风险区。 流域非点源磷污染的时间分布特征主要受到降雨的季节变化和农事活动的影响。每年的5—9月，特别是6-8月是降雨量与降雨侵蚀力集中的时期，也是农事活动的频繁时期，期间是流域非点源污染发生的重点时期。 巢湖流域农业非点源磷污染的现状和潜在危险应引起足够的重视，应根据流域内非点源磷污染发生的空间和时间分布规律，通过对污染源和污染物迁移途径的控制与管理，采取措施优化农业土地利用结构等方面来减少非点源磷污染发生的风险和数量。