泾河流域农业非点源污染解析

为研究泾河流域农业非点源污染状况及空间分布特点,采用输出系数模型估算泾河流域2017年农业非点源污染TN、TP、NH_3-N和COD产生量,再利用等标污染负荷法和聚类分析进行评价,结合ArcGIS软件得到污染物年产生量空间分布图,最后利用径流分割法进行验证。结果表明:2017年泾河流域TN、TP、NH_3-N、COD输出负荷分别为124 857.49、5 023.19、26 655.73、258 961.52 t,各污染物空间分布较一致;从污染物角度分析,首要污染物是TN,从污染源角度分析,TN、TP、NH_3-N等标污染负荷中土地利用贡献率最大,COD等标污染负荷中最大的污染源是畜禽养殖,等标污染负荷从西北至东南呈递减趋势,最大值均出现在环县;采用聚类分析法将泾河流域32个县(区)划分为6个污染等级,流域中上游区域污染水平最高,同时提出3种污染防治对策;运用径流分割法对模拟结果进行合理性分析,COD和NH_3-N的相对误差为3.07%、26.87%,具有一定合理性。     

妫水河流域农业非点源污染负荷估算与分析

本文利用改进的输出系数模型对妫水河流域农业非点源污染负荷进行了估算,并且分别通过三分法,即分区、分类、分期的方法对结果进行了分析。结果表明:(1)2017年妫水河流域农业非点源污染物TN和TP的负荷量分别为1 402 214.9 kg/a,279 629.1 kg/a;(2)流域内各乡镇TN和TP的负荷量差异较大,旧县镇、永宁镇所贡献的TN、TP负荷量最多且单位负荷强度最大,属于重点治理区域;(3)流域内对TN的贡献最大的污染源为农业种植,对TP的贡献最大的污染源为农村生活污染,这两个污染源属于优先控制的污染源;(4)TN、TP负荷与降雨量呈现正相关关系,降雨冲刷是导致的污染物负荷增加的一个主要因素。农业非点源污染的三分研究结果为妫水河流域非点源污染治理与农业结构调整提供了科学依据。     

浑河流域非点源污染负荷估算与分析

利用输出系数法和SWAT模型两种方法对浑河流域2007年的非点源污染TN、TP负荷进行估算和模拟,并分析了浑河流域内各行政区及不同土地利用方式对浑河流域非点源污染负荷总量的影响及非点源污染负荷的年内排放特点.经计算,输出系数法估算的TN、TP负荷分别为17 468 t和996 t,SWAT模型模拟的TN、TP负荷量分别为15 355 t和1 112 t.由输出系数法估算结果可知浑河流域各行政分区中,沈阳市和抚顺市是浑河流域TN、TP的主要污染来源;在不同土地利用方式中,旱田对TN、TP的污染负荷贡献率最大.由SWAT模型模拟结果可知,TN、TP污染物排放年内有两个集中期,分别出现在7月、8月份和3月份.分析的结果及污染特性可为浑河流域非点源污染治理提供科学依据.     

东江源头典型山区小流域农业面源污染解析——以定南县东江流域为例

对东江源头典型山区小流域农业面源污染现状进行调查分析,解析该流域农业面源污染源、污染负荷量和污染负荷强度,以期为保障粤港澳大湾区水源安全,促进流域精准治污提供参考依据。从县域乡镇尺度上对定南县东江流域内的人居生活、农业种植、畜禽养殖和水产养殖等污染类型进行分类调查,采用输出系数法和等标污染负荷法对污染负荷量与污染负荷强度进行估算,应用聚类分析法和ArcGIS分析污染物空间分布,发现定南县东江流域农业面源主要污染物为TN、NH⁺₄-N,主要来自人居生活和农业种植,污染源集中在历市镇和鹅公镇。加强居民水环境保护意识,加快配套污水管网建设,强化污水设备运行管理,合理施用氮肥和磷肥,对促进东江源头山区流域农业面源污染持续减排具有重要意义。     

缺资料流域农业面源污染负荷研究与综合评价

在充分考虑降雨和地形对面源污染物传输影响的条件下,为能有效解决缺资料流域农业面源污染定量化估算和综合评价的问题,以古蔺县境内的古蔺河流域为例,基于改进的输出系数法和源强系数法,将研究区内3类污染源和4种污染物的输出负荷进行定量估算;采用等标污染负荷法对该流域农业面源污染进行综合评价。结果表明:研究区中农业面源污染严重,其中主要污染源为农村居民生活污水和畜禽养殖,占总等标污染负荷的74.19%;主要污染物为TN、TP和NH3-N,占总等标污染负荷的95.83%;对古蔺河污染贡献度较大的乡镇依次为古蔺镇、双沙镇和石宝镇,占总等标污染负荷的23.32%。根据分析结果,古蔺河流域应加强农村居民生活污水、畜禽养殖粪便及废水等有机废物的治理,合理施肥,减少氮磷流失。     

降雨和土地利用对流域非点源污染的影响——以滇池流域为例

基于污染排放负荷计算的非点源污染特征识别是开展滇池流域非点源污染控制的重要基础,并在当前流域气候变化和城镇化用地扩张的背景下显得尤为重要。基于流域分布式非点源模型IMPULSE,选择2008年和2014年开展滇池流域入湖非点源污染排放负荷模拟,从负荷量和负荷组成2个方面对比分析降雨和土地利用变化对流域非点源污染负荷排放特征的影响,并比较了4种水土流失控制措施的污染负荷削减效果。结果表明:(1)2014年流域TN、TP和COD入湖排放量比2008年分别增加23.87%,29.19%和1.65%。(2)各因子对入湖非点源污染负荷的影响排序为降雨土地利用农业结构及农村人口。降雨和农业结构及农村人口的变化均使入湖非点源污染负荷增加,而以城镇用地扩张为主要特征的土地利用变化减少了入湖非点源污染负荷。(3)水土流失是流域入湖非点源污染负荷贡献率最高的污染源,2014年TN和TP入湖负荷中城市面源比重略有提升,COD入湖负荷中城市面源的比重由16.44%提高至38.63%。(4)退耕还林在3种单项措施中的负荷削减效果最好,而退耕还林和坡地改梯田组合措施的TN,TP和COD负荷削减率分别为37.20%,37.73%和11.91%。研究结果对于科学制定流域非点源污染控制策略具有重要的支撑意义。     

博斯腾湖流域农业面源污染现状分析

基于2007年博斯腾湖北4县农业面源污染实测资料及博斯腾湖水质历史资料,计算了农田排渠污染物入博斯腾湖总量,并分析了博斯腾湖流域农业面源污染的来源、季节变化特点及其影响因素。结果表明,博斯腾湖流域农业面源污染产生的TN、TP和COD的总量分别为5.86万t、1.55万t、10.06万t,其中95%以上的污染物来自畜禽养殖活动和化肥的施用;流域内产生的各种污染物主要通过33条排渠进入博斯腾湖,TN、TP、COD和盐量分别占入湖总负荷量的21%、21%、24%和48%,且排放时间主要集中每年4—9月;农业面源污染加重了博斯腾湖的咸化与富营养化趋势。根据博斯腾湖流域农业面源污染的特点,提出了推广节水灌溉、适度开发焉耆盆地地下水资源、推广平衡施肥技术等对策和建议。     

农村非点源污染特征及控制对策研究

为了解农村非点源污染的特征,以南京市远郊的汤山街道上峰社区李岗头村为典型村,采用污染排放系数法估算典型村的非点源排放负荷,并采用等标污染负荷法对典型村非点源污染源进行了评价。结果表明:李岗头村非点源污染源共向水体排放污染物36 263.58 kg/a,其中COD为29 110.04 kg/a、NH3-N为1 612.97 kg/a、TN为4 489.71 kg/a、TP为1 050.86 kg/a;生活污水、畜禽养殖、农田地表径流、水稻田排水、村镇地表径流、渔业养殖的等标污染负荷率分别为59.12%、13.68%、12.14%、7.10%、7.52%、0.44%;COD、NH3-N、TN、TP的等标污染负荷率分别为11.36%、12.59%、35.04%、41.01%。根据非点源污染的特征,提出了南京市农村非点源污染的控制对策。     

仙桃市农业非点源污染负荷时空分布特征研究

为了探讨湖北省仙桃市农业非点源污染负荷在时间和空间上的分布特征,考虑降雨因子、地形因子和入河系数,运用改进输出系数法对2010～2017年仙桃市非点源污染的总氮(TN)、总磷(TP)负荷量进行了估算,并利用ArcGIS 10.3.1软件对各乡镇农业非点源污染负荷进行了分析。结果表明:TN,TP污染负荷量年际变化受到年降雨量和农业污染源类型的显著影响,年均负荷量分别为1959.6, 249.1 t/a;污染源类型对TN污染负荷量的影响顺序为农业用地淡水养殖畜禽养殖农村生活,对TP污染负荷量的影响顺序为农业用地畜禽养殖淡水养殖农村生活;严重污染负荷区域主要分布在仙桃市东部区域,即西流河、长埫口、杨林尾等乡镇,是仙桃市农业面源污染防控的重点区域。     

岳城水库流域污染源模拟

基于SWAT模型对岳城水库流域污染源进行模拟研究。利用流域出口的观台水文站2006—2009年的水量、水质等实测数据对经过校准的SWAT模型进行验证。结果表明:岳城水库流域年均入库非点源污染负荷TN为3 025 t,TP为234 t,年均非点源污染贡献率不足50%;点源污染中,TN以工业点源污染为主,其贡献率达31.9%,TP则以城镇生活点源为主,其贡献率为36%;非点源污染中,农业非点源污染源占主要比重,化肥贡献率最大为16.9%,禽畜养殖污染次之,贡献率为10.5%,农村生活污染最小;非点源污染的主要来源是耕地,TN和TP年均负荷分别达到2.77 kg/hm2和0.397 kg/hm2,模拟成果可为岳城水库水源地保护和流域综合管理提供新的技术方法及科学依据。     

北江飞来峡库区典型流域非点源污染特征分析及模拟

为分析飞来峡库区典型流域非点源污染状况,开展社岗流域场次降雨径流水量水质监测试验,采用平均浓度法估算非点源污染负荷量,分析各场次降雨径流污染物特征并计算非点源污染贡献率,应用SWAT模型进行径流及非点源污染模拟。结果表明,径流量对SS、BOD_5等浓度和负荷量均有较强的主导作用,TN、NH_3-N等初期冲刷效应较为明显,污染物负荷量与径流量的相关性好于污染物浓度与径流量的相关性,各污染物的非点源污染贡献率均达到80%以上。SWAT模型径流模拟的率定期和验证期效率系数分别为0.85和0.73,表明所构建的SWAT模型精度良好。在污染物率定期,雨强较大的典型日污染物模拟效果最佳,污染物相对误差基本在10%以内,而在雨强较小时,TN、TP等均出现较大程度的低估现象;在污染物验证期,由于该时期正处于春耕施肥期,TN、TP模拟结果相对误差较大,且均为低估。总体而言,SWAT模型模拟精度良好,基本能反映该流域非点源污染状况,可为飞来峡库区流域的非点源污染模拟与控制提供参考。     

小清河流域非点源污染负荷与降水关系研究

流域非点源污染造成了严重的水环境问题,为准确核算典型流域非点源污染负荷及为流域水环境治理提供支持和依据,以山东省小清河流域为研究区,采用SWAT模型及相关分析方法,研究了流域总氮(TN)、总磷(TP)营养物输出负荷时空变化规律以及营养物输出负荷与降水间的关系。结果表明:SWAT模型对小清河流域非点源污染模拟具有较好的适用性。汛期(7—9月)营养物输出负荷最高,占全年比重的50%以上,而TN是其中主要非点源污染物。TN、TP输出负荷空间分布相似,负荷较高的区域都主要集中在流域南部;该区域TN、TP输出负荷分别在69.72～235.30 kg/hm~2和0.93～4.73 kg/hm~2范围内。不同的土地利用氮输出负荷较高的依次为林地、耕地和草地,磷输出负荷较高的依次为林地、草地和耕地。流域氮输出强度与降水相关性强的区域主要集中在流域中上游,而磷输出强度与降水相关性强的区域则主要集中在流域中游。     

基于输出系数模型的洞庭湖流域面源污染分析

为分析洞庭湖流域面源污染情况,在分析统计洞庭湖流域土地分类利用情况的基础上,借助GIS平台和遥感技术,采用输出系数模型,计算了洞庭湖流域2008年面源污染负荷量,并将流域内农药、化肥的使用折算成面源污染负荷与模型结果进行对比验证。计算结果表明,模型模拟结果与折算分析成果较一致,湘江流域和环湖区对洞庭湖面源污染负荷的贡献最大,污染负荷强度最高。     

未来气候变化影响下的流域面源污染负荷特征响应评估

针对流域面源污染负荷在未来气候变化影响下的变化特征,以我国新安江上游率水流域为例,使用通用流域污染负荷模型(GWLF),对其2000-2013年的水量及总氮、总磷面源污染负荷通量进行了模拟,并解析了其负荷来源分配。在此基础上,基于政府间气候变化专业委员会(IPCC)的气候变化评估报告结果,利用GWLF模型分析了到21世纪20年代、50年代、80年代在A1FI(最高排放)和B1(最低排放)情景下,率水流域的水文及总氮、总磷面源污染负荷特征变化。结果表明:未来气候变化对流域水文及面源污染负荷特征均有一定影响。年水资源量先减少后增加,地表径流量和蒸发量逐渐上升而地下水量逐渐下降。到2080s,A1FI情景比B1情景有更多的水资源量。年总氮通量先增加后减少,在2050s最高,而年总磷通量则逐渐增加,且两种污染物均在A1FI排放情景下有更高的污染负荷量,表明人类温室气体的排放会潜在地增加流域水体面源污染负荷。     

基于GIS的漳河上游城市非点源污染负荷估算

为了解漳河上游水污染成因,2017年对长治市城区典型功能区不同下垫面进行了11场降雨监测,分析了次降雨径流污染物平均浓度(EMC),采用平均浓度模型法估算了2017年漳河上游各城市非点源污染年负荷,并结合ArcGIS技术分析了各市县污染程度。结果表明:2017年,长治市城区降雨径流非点源污染较为严重;各功能区路面径流污染物的EMC值大于屋面,主要污染源为SS、CODCr、TN和重金属Cd;商业区路面SS的EMC值高达666.87 mg/L,工业区屋面Cd的EMC值是44.27μg/L,居民区路面CODCr、TN的EMC值分别为148.69 mg/L、6.273 mg/L。长治市城区非点源TN、TP、SS、CODCr、Cd、Cu、Zn和Pb年负荷入河总量分别为5.301 t/a、0.464 t/a、267.310 t/a、177.890 t/a、0.075 t/a、0.150 t/a、0.384 t/a和0.023 t/a;3种下垫面非点源污染年负荷入河贡献率顺序为屋面、路面、绿地。从空间分布方面来看,长治市城区污染的产出最多,武乡县产出最少。     

灵武农场非点源污染特征分析及控制措施

农田污染是农业非点源污染重最主要的污染源,而土地利用方式又是影响非点源污染的关键因素。本文分别对生活污水、畜禽养殖、农田地表径流、水稻田排水、村镇地表径流和渔业养殖等6种非点源污染,采用等标污染排放法,并选取COD、NH3-H、TN和TP作为评价因子,对宁夏灵武农场的污染源进行调查和分析。结果表明:灵武农场各种污染物日排放量达到169万kg,其中COD的排放量占84.1%,6种污染源中地表径流占45.26%;TN和TP是主要污染因子,占60%以上,其中畜禽养殖污染源的TP达82.09%;若按照国标Ⅳ类水质要求,日等标总排放率将达3.28亿m3。根据灵武农场污染特点,提出了改善农村产业结构、发展生态农业和推进科学养殖等防治对策,实现无污染排放。     

北江飞来峡库区流域非点源污染现状评价

为深入了解北江飞来峡库区流域非点源污染现状,采用等标污染负荷法和聚类分析法对库区流域非点源污染进行了分析。结果表明:飞来峡库区流域57.79%的污染来源于生活污水,38.13%来源于畜禽养殖,应针对这两类污染源中的COD、TN、TP等污染物进行重点防治;库区10个镇区中,位于流域中上游的石灰铺镇和大站镇污染负荷占比分别为19.24%和18.80%,应着重关注这两个镇区的非点源污染情况;10个镇区可聚类为4类,位于流域中上游的石灰铺镇和大站镇属特重污染区,区域单位面积等标污染负荷平均值为218.21 mm/a;位于流域上游的望埠镇和英红区属较重度污染区,单位面积等标污染负荷平均值为163.80 mm/a;另两类区域污染程度则相对较低;需对两类位于流域中上游的高污染镇区的生活污水及畜禽养殖污染进行重点防控。