句容水库流域氮输移研究

将SWAT模型应用于苏南句容水库流域,模拟了流域内不同土地利用类型上植物吸收的氮,有机氮和硝态氮输出.结果表明:旱地、水田、林地上植物吸收的氮较大,有机氮输出量从大到小依次为旱地＞林地＞水田＞居民区＞水域＞建设用地,旱地和水田上随地表径流、壤中流、地下径流输出的硝态氮都较其它土地利用类型多,同时还分析了氮的年内输出规律,结果表明氮的输出都集中在降雨较大的月份.     

天然降雨条件下巧鸟径流监测小区水土及养分流失特征分析

文章以锦州市巧鸟径流场为例,分析了草地、林地、耕地3种小区2019-2020年天然降雨时间下的水土及养分流失特征。研究表明：降雨强度、降雨量、坡度与各小区的水土及养分流失量均存在正相关关系,降雨-径流(泥沙)回归方程可用于后期产流、产沙量估算预测,其相关性R2>0.85;不同土地利用类型下林地<草地<耕地的水土及养分流失量,不同形态养分具有相似的流失趋势特征,在总磷和总氮中正磷、硝氮的流失占比最大,氮素的流失量远<氮素;降雨对养分流失的影响最大,其次为泥沙,径流的影响最小,产沙量、径流量、降雨量与磷素流失程度之间的相关性高于氮素。     

川中丘陵区小尺度范围非点源氮素流失特征分析

为研究自然降雨条件下紫色土地块-小流域尺度农业非点源氮素随径流流失的特征,采用野外径流观测法,对2011年川中某紫色土丘陵区12次典型降雨产流事件进行了监测,测定径流量及径流中氮素浓度与负荷变化情况。结果表明:旱地流失负荷值远大于林地流失负荷值,且旱地氮素流失主要集中在施肥后的初期降水事件中,占流失总量的76.1%;壤中流氮素平均浓度为0.98~54.1mg/L;旱地氮素迁移有显著月变化特征,明显受到当地施肥习惯和汛期降雨量影响。陈家湾农林复合小流域氮素迁移特点分析表明,该小流域受到多种土地利用类型影响,径流氮素浓度波动范围不大;但在大雨降雨事件中,浓度在降雨后期有所升高,体现了"末期冲刷效应"。研究结果可为调控长江上游紫色土丘陵区氮素流失提供参考。     

赣江尾闾区农业非点源氮磷污染负荷估算

为了研究农业非点源污染对鄱阳湖水质的影响,选择鄱阳湖尾闾区典型的粮田和菜地作为研究区,通过室内分析和现场监测相结合,利用SCS模型估算了赣江下游尾闾区次降雨径流量及氮、磷输出负荷。分析结果表明,土壤湿润情况及土地利用类型对降雨径流量均有一定的影响,在土壤干旱与湿润情况下,菜地的径流量均小于粮田的径流量;在土壤为湿润状况下,氮、磷输出负荷明显高于干旱土壤的输出负荷,而且菜地中不同形态的氮、磷输出负荷均略高于粮田的中氮、磷输出负荷。     

紫色土丘陵区不同土地利用类型小流域氮素流失规律初探

摘要： 以紫色土丘陵区3个土地利用类型各异的小流域为研究对象,监测了20场自然降雨侵蚀下径流氮素的流失 过程,旨在为流域尺度养分流失预测模型的发展与校正提供依据。结果表明,次降雨过程中硝态氮的流失浓度随 着流量的增加而降低,峰值流量处浓度一般达到最低;此后,随着流量的减小,硝态氮的流失浓度又呈现增加趋 势。铵态氮流失过程表现为波浪形变化,径流初期其流失浓度一般较高,随着时间的延长逐渐降低并趋于稳定。 硝态氮是紫色土小流域氮素流失的主要形式,其占到径流无机氮流失的50%~97%。单一农田土地利用将导致流 域     

太湖典型小流域磷素流失特征分析

以宜兴梅林小流域为研究对象,采用数理统计和系统分析的方法,对典型降雨事件中不同种土地利用类型的磷素流失特征进行分析。结果表明,非点源污染物的流失总量和污染物的质量浓度依赖于降雨过程的产流特征和复杂的下垫面要素特征;不同土地利用类型上的磷素流失随降雨程度的不同而不同,旱地地区表面的磷素最容易随降雨流失,而植被较密林地的磷素流失缓慢;林地等植被覆盖较好下垫面的磷素主要以PO4－P的形态随降雨径流输出;土地的施肥程度、有机腐殖质等对磷素流失的影响不同,地表的扰动程度也直接决定磷素流失的特征。建议根据土地利用类型,通过工程和非工程措施对不同降雨阶段的磷流失特征进行调控,以减少太湖流域的非点源磷素污染。     

太湖流域典型平原河网区降雨径流氮磷流失特征分析

通过对研究区降雨径流中氮、磷浓度的野外实验和定点监测,研究典型平原河网区的农田降雨径流氮磷流失特征及其输出规律。得出平原河网区内不同土地利用方式对土壤氮、磷流失的影响很大,同时也得出在平原河网地区氮、磷的输出浓度与降雨时间、径流大小密切相关等结论,为进一步相关研究提供资料积累。     

紫色土丘陵区小流域非点源氮迁移特征研究

对紫色土丘陵区典型集镇小流域和农林复合小流域非点源氮迁移过程进行同步监测,比较2种不同类型小流域的径流过程及径流中各形态氮素浓度、负荷变化特征。结果表明：（1）集镇小流域径流过程与降雨过程迅速响应,径流过程呈现“暴涨暴落”的特点,而农林复合小流域径流过程显著滞后于降雨过程,呈现显著的“滞后效应”。（2）集镇小流域总氮（TN）、颗粒态氮（PN）及铵态氮（AN）浓度在径流初期迅速升高,达到“峰”值后迅速下降;而农林复合小流域在小雨事件中氮浓度变化较小,中雨和暴雨事件过程中,初期径流氮浓度较低,中后期逐渐升高,     

基于水动力模型的土地利用格局对流域雨洪过程的影响研究

为了定量分析不同土地利用对流域雨洪过程的影响,建立流域雨洪水动力数值模型,模拟了王茂沟流域不同土地利用情景方案的地表径流过程,对比流域洪峰流量削减程度。结果表明：在重现期为2、10、50、100 a一遇降雨条件下,对于不同土地利用情景方案,林地的位置对径流量影响较大;林地位于流域坡面下部时,对洪峰流量的削减作用最大;降雨重现期越长,林地位于流域坡面下部的削峰效果越好。该研究结果在优化流域内土地利用方案规划等方面具有重要意义。     

紫色土丘陵区典型生态-水文单元径流与氮磷输移特征

通过对紫色土丘陵区典型农业-集镇-林地复合型小流域3次降雨-径流全过程的连续监测,测定了径流过程中泥沙含量和不同形态氮磷浓度,以期认识典型农村生态-水文单元降雨径流过程中氮磷迁移规律。结果表明：降雨-径流过程中悬浮泥沙的流失主要集中在径流前期,其峰值出现在雨强最大时;集镇径流污染的影响主要表现在径流前期,是径流前期铵态氮偏高的主因;降雨-径流过程中,颗粒态氮与可溶态氮比（PN/DN）、颗粒态磷与可溶态磷比（PP/DP）的峰值均出现在雨强较大时：其中 PN/DN 多小于1,而 PP/DP 范围为1.1~30.2,说明氮素流失主要通过可溶态的方式,而磷的迁移以颗粒态磷为主。因此在紫色丘陵区建议利用湿地植物与沉砂池等综合措施控制土壤侵蚀和非点源污染以保护当地生态环境安全。     

川中紫色土地区不同集水区暴雨氮流失特征分析

农业区域非点源污染排放引起的水体污染是我国水体污染控制与流域治理的重要内容。迄今为止,丘陵区农业小流域内不同土地利用方式下氮素污染机理的径流驱动过程仍不明晰。选择川中紫色土丘陵区3种典型集水区(集镇、农林复合区、林地区),对暴雨过程中非点源氮素迁移特征进行了实地观测和分析,探讨了不同土地利用方式下非点源氮迁移机制及负荷变化特征。分析结果表明:(1)集镇集水区径流对暴雨事件反应最迅速;农林复合区响应较慢,波动幅度较缓;林地集水区植被覆盖度较高,由于植被截留等原因,其响应最慢。(2)集镇集水区总氮(TN)、可溶性氮(DN)及硝态氮(NN)含量最高,且呈多峰值特点;农林复合集水区TN含量相对稳定;林地集水区TN,DN,NN及颗粒态氮(PN)波动最小,且浓度最低。(3)集镇和农林复合区PN和铵态氮(AN)迁移过程呈现一定"初期冲刷效应";而林地TN,DN,NN迁移呈现一定的"初期冲刷效应",且PN迁移"末期冲刷效应"显著。研究成果可为丘陵区复杂小流域污染源识别、污染负荷估算与预测提供科学基础。     

南亚典型国际河流柯西河流域土地覆被空间分布特征

作为南亚极为重要的跨境河流,柯西河横跨中国、尼泊尔、印度三国。流域内部海拔落差巨大,土地覆被类型多样,生态系统完整,是研究土地覆被及全球气候变化的敏感区之一。将土地利用本底数据叠加DEM和TRMM3B43详细分析了柯西河流域土地覆被类型的结构和空间分布特征,并进一步分析了该流域土地覆被类型与地形、气象因子之间的相关性。结果表明:①柯西河流域土地覆被类型可分为裸地、林地、灌木、旱地、水田、建筑用地、河流、湖泊、冰川/永久积雪、河漫滩、盐碱地、人工园地、沼泽地、草地共14类,其中水田面积最大,约占流域总面积的32.56%,其次是林地占18.89%;②地形因子对土地覆被类型影响巨大,由南向北随着地形的起伏,主要土地覆被类型依次表现为水田、林地、旱地、灌木、裸地、冰川、草地的垂直地带性;③土地覆被类型与气候因子相关性较强,随着降雨量由少变多,土地覆被优势类型依次表现为裸地、草地、灌木、冰川/永久积雪、林地、水田。开展柯西河流域的土地覆被研究对该流域土地资源合理利用、生态环境保护具有重要的理论和实践意义,同时也能为中国倡导的“一带一路”国际区域经济合作战略提供基础数据保障。     

潮致地下水环流对黄河口外海含氮量的影响

近年来,渤海水质营养盐结构发生了显著变化,黄河口外海水质逐渐从高磷低氮向低磷高氮转变,特别是黄河口外无潮点海域水体无机氮含量较高。研究表明:由于无潮点海区沿海岸潮差分布差异比较明显,因此导致内陆一侧潜水层内地下水超高在空间分布上也存在显著差异,促使内陆地下水流从高潮差滨海区向低潮差滨海区运动,并促进内陆污染物迁移入海;靠近无潮点的海岸超高最小,成为地下水流的汇合入海处;随着近年来农村氮肥的大量使用,陆源污染有所加重,地下水中氮元素含量远高于地表水,在此类地下环流的长期作用下近岸海水中氮含量有所增高,由此导致局部海域水质逐渐由氮限制向磷限制方向演化。     

1950—2016 年赣江径流量变化特征及其影响因素分析

为了阐明赣江径流近50 多年的变化特征及影响因素,以赣江外洲水文站1950—2016 年水文资料为基础,利用距平累积法分析赣江径流年际变化特征,结合 Mann － Kendall 检验法和滑动 T 检验法对赣江径流特征进行突变性检验,采用 Morlet 小波分析法对径流序列进行周期性分析,并对导致赣江径流序列产生这种特征及其变化趋势的原因进行了讨论。结果表明: ( 1) 赣江 10a 径流量呈现增加趋势,10a 径流量最小值发生在20 世纪60 年代,最大值发生在2010—2016 年; ( 2) 1962—1963 年和 2010—2011 年的赣江径流累积距平和年均径流量均呈现显著下降状态,且前者的变化特征比后者更加显著; ( 3) Mann － Kendall 检验结果和滑动 T 检验结果均表明赣江年均径流在 1991 年前后存在着明显的突变性特征; ( 4) 17a、6a 和3a 这 3 个周期的波动控制着赣江外洲水文站在1950—2016 年这整个时间域内的变化特征; ( 5) 赣江径流受气候变化和人类活动共同作用,气候变化主要影响径流长期 变化趋势,径流变化的突发点与人类活动关系更大。研究结果可为鄱阳湖流域赣江水资源科学、合理的规划及利用提供一定的参考依据。     

基于面积转移矩阵的龙川江流域土地利用变化研究

长时期的土地利用变化研究有利于提高对土地利用和土地覆被变化动态过程的认识。基于1982年和2016年龙川江流域遥感影像及地理信息软件,将该流域土地利用类型主要分成9类,即暖温性针叶林、常绿阔叶林、人工林、暖温性石灰岩灌丛、干热河谷稀树灌木草丛、水田、旱地、水域和居民区。基于Arcmap10. 1软件的分类统计功能,从土地利用类型的面积变化、时空动态变化、动态度变化以及面积转移矩阵四个方面对研究区土地利用变化进行了分析。结果表明:研究区土地利用类型主要以暖温性针叶林、常绿阔叶林、暖温性石灰岩灌丛、干热河谷稀树灌木草丛为主。1982～2016年,暖温性针叶林、暖温性石灰岩灌丛以及旱地面积呈下降趋势,面积减少最多的是暖温性针叶林;常绿阔叶林、人工林、干热河谷稀树灌木草丛、水田、水域和居民区面积呈增加趋势,但是水域面积增加不多。动态度最大的是人工林,其变化幅度也是最大,面积大幅增加;干热河谷稀树灌木草丛和水域的动态度最小,其增幅也不大。研究成果对该流域水土保持工作的开展具有一定参考价值。     

小流域氮流失特征及其影响因素

由非点源流失的氮是造成水体污染的主要因子之一，而土地利用方式往往对氮的流失产生重要影响。本课题在福建省九龙江流域遴选了4个不同土地利用方式的小流域，通过在自然降雨条件下现场采样与室内分析相结合，研究不同土地利用结构的小流域氮的流失特征和影响因素。研究结果表明：总氮、可溶态氮和泥沙结合态氮的浓度通常比径流先达到峰值，然后开始降低；氮的流失以可溶态氮为主(占73%～98.3％)，因此其流失量主要受径流量的影响与雨强关系不大；土地利用方式对氮的流失有明显影响，一般植被覆盖度提高可以降低流失，而农业活动会加剧流失；此外，在高植被覆盖度的天然林地，氮的流失呈现出以泥沙结合态为主。通过本研究可以看出土地利用结构的调整和合理布置是九龙江流域非点源污染控制的重点。     

An Integrated Approach for Targeting Critical Source Areas to Control Nonpoint Source Pollution in Watersheds

This study presents an integrated approach for targeting critical source areas (CSAs) to control nonpoint source pollution in watersheds. CSAs are the intersections between hydrologically sensitive areas (HSAs) and high pollution producing areas of watersheds. HSAs are the areas with high hydrological sensitivity and potential for generating runoff. They were based on a soil topographic index in consistence of a saturation excess runoff process. High pollution producing areas are the areas that have a high potential for generating pollutants. Such areas were based on simulated pollution loads to streams by the Soil and Water Assessment Tool. The integrated approach is applied to the Neshanic River watershed, a suburban watershed with mixed land uses in New Jersey in the U.S. Results show that several land uses result in water pollution: agricultural land causes sediment, nitrogen and phosphorus pollution; wetlands cause sediment and phosphorus pollution; and urban lands cause nitrogen and phosphorus pollution. The primary CSAs are agricultural lands for all three pollutants, urban lands for nitrogen and phosphorus, and wetlands for sediment and phosphorus. Some pollution producing areas were not classified into CSAs because they are not located in HSAs and the pollutants generated in those areas are less likely to be transported by runoff into streams. The integrated approach identifies CSAs at a very fine scale, which is useful for targeting the implementation of best management practices for water quality improvement, and can be applied broadly in different watersheds to improve the economic efficiency of controlling nonpoint source pollution.     

基于多元线性回归模型的滦河流域径流量变化驱动因子分析

基于滦河流域中上游以山区地形为主,地势变化剧烈,地貌及土地利用类型多样,生态环境复杂的背景,为研究不同土地利用类型对流域径流量变化的影响,基于多元线性回归模型,分析了流域内不同子流域土地利用类型和降水量变化对各子流域径流量变化的影响。结果显示,处于下游的瀑河和柳河流域径流量受到耕地的影响较为显著,而滦河流域中上游各子流域径流量变化则主要受到草地、水域和林地面积变化的影响。因此,不同子流域降水量与各土地利用类型对流域内径流量变化的驱动性存在较大差异,在进行水利工程规划设计时需进行单独的讨论与分析。