农田排水沟渠调控农业非点源污染研究综述

农业非点源污染日益成为亟待解决的问题,随着农业非点源污染的深入研究,农田排水沟渠在调控非点源污染上的作用逐渐得到大家的关注。在简要分析农田排水沟渠特征及功能的基础上,归纳总结了排水沟渠系统对氮、磷非点源污染的迁移转化机理;结合目前研究状况,提出今后尚需进一步研究的问题,包括沟渠内植物和底泥二次污染、农田排水沟渠非点源污染溶质净化与内源污染形成机理研究、农田排水沟渠对农田生态系统生物多样性的影响以及土壤次生盐碱化与灌区农田排水沟渠之间关系研究等,以期为农田排水沟渠对农业非点源污染调控作用的研究提供参考。     

深圳石岩水库流域降雨径流污染冲刷规律

以深圳市宝安区石岩水库流域为例,对流域内6条主要入库支流在不同雨强条件下的降雨径流和水质变化过程进行了连续同步监测,以COD和NH3-N为例,建立并验证了6个子流域非点源污染负荷累积模型和降雨径流污染物冲刷过程模型,分析和比较了各子流域非点源污染强度和污染物冲刷过程特征。监测与模型研究结果表明,7~8 d的干旱时间能累积起流域内最大可能非点源污染负荷累积量的80%;由于各子流域城市化程度、垃圾管理与水土保持水平不同,流域内非点源污染程度、产生原因与冲刷过程在空间上差别很大。     

不同类型坡面小区降雨径流污染特征初步分析

丹汉江流域是南水北调中线工程的重要水源区。本文对丹汉江水源区的商洛市商南县西河小流域14个径流小区,安康市汉滨区余姐河流域7个径流小区,共计21个径流小区自然降雨下的径流污染特征进行了试验研究。分析了径流小区在不同坡度和长度下的TN、TP以及COD等污染物流失特征。结果表明,坡度及长度均对污染物流失有不同程度的影响。其中随着坡度增大,营养物流失严重,而径流小区长度的增加同样会增加非点源污染物的浓度。     

潭江泗合水流域降雨径流非点源污染特征分析

以广东省江门市潭江泗合水流域为研究对象,对2014年5月两场降雨事件的水质、水量进行同步监测,研究降雨径流条件下非点源污染物的输出机理和时空变化规律。结果表明:BOD5、TN和TP表现出明显的初期冲刷效应;输出污染物中可溶性磷占TP比例较大,NH3-N在径流前半段表现出初期冲刷效应,后半段其质量浓度与径流量呈负相关关系;CODMn质量浓度呈波浪锯齿状变化,后期质量浓度变化受到壤中流主导退水过程的影响;各污染物通量变化趋势和径流量变化趋势大体相同,两者相关性显著;各污染物的输出质量浓度与TSS输出质量浓度无明显的相关性,表明悬浮物对其他污染物输出质量浓度的贡献相对较小。最后,根据实验结果以及实践经验提出流域管理建议。     

宜兴梅林小流域磷素的迁移规律

采用野外采样和室内实验分析相结合的方法,在自然降水条件下对环太湖丘陵区梅林小流域进行农田磷素随径流迁移输出特征的实验研究。结果表明:磷素主要以无机磷输出,总磷和可溶性正磷酸盐浓度随径流量变化,径流前期其浓度快速上升,后期趋于稳定;悬浮态磷和可溶性磷占总磷的百分比与下垫面和植被等因素有关,出口主要以可溶性磷输出;磷素淋溶主要是可溶性磷,且峰值滞后于降雨。此外,根据实验结果结合国内外理论与实践提出一些建议措施。     

灌溉施肥条件下田间氮素在土壤中迁移情况的研究

结合唐山市农业地区灌溉施肥的实际情况 ,通过野外田间在灌溉降雨及施肥的实际条件下 ,对土壤剖面上水分及三氮含量等的长期监测和分析 ,结合室内的土柱模拟试验以及建立数学模型模拟计算等工作 ,对不同条件下的土壤水分及土壤中氮素的变化进行了研究     

降雨动能对溶质径流过程影响的实验研究

降雨动能对溶质径流过程有明显影响。本文在室内时空分布均一条件下，通过调整降雨器高度的方式改变降雨动能，由降雨径流实验具体说明了降雨动能对表层土壤水分运动、坡面漫流过程以及对泥沙和土壤溶质向地表径流迁移的影响。并初步探讨了降雨动能影响的模拟途径。     

城市降雨径流污染初始冲刷效应对BMPs选择的启示

指出城市降雨径流污染初始冲刷效应(FFE)在城市非点源污染的研究中占有重要地位。综述FFE的判定及大小定量化方法、季节性FFE的概念和污染物的相态对FFE的影响。FFE初中期雨水径流污染物浓度高的特性,为选择经济高效的最佳管理措施(BMPs)提供了理论依据和重要启示。结合FFE及冲刷过程中污染物的形态提出的工程BMPs,能使资源配置和污染控制效果达到最优化,为城市公共管理部门的决策和实践提供建议。     

生态塘对稻田降雨径流中氮磷的拦截效应研究

农田养分的大量流失已成为农业面源污染的主要来源之一,生态塘兼具排水和生态湿地双重功效,研究其对稻田排水氮磷的拦截效应对于防治农业非点源污染具有重要意义。针对降雨径流条件下生态塘对降雨径流中氮磷的动态拦截效应以及降雨径流结束后氮磷在静水中的去除效应有待明了的需求,本文选取太湖西岸何家浜流域典型农田作为研究对象,并将该区域的塘堰改造为生态塘,研究了生态塘对水稻生长期内的三场降雨径流氮磷的拦截去除效果及降雨径流结束后氮磷在静水中的去除效应。研究结果表明:(1)在三场降雨过程中,生态塘对总氮(TN)的平均去除率为34.7%,总磷(TP)的平均去除率为34.8%;(2)生态塘对降雨径流中不同形态氮磷的去除率大小排序为氨氮(NH_4~+-N)颗粒态氮(PN)硝态氮(NO_3~--N),颗粒态磷(PP)溶解态磷(DP),且径流状态下水体垂向分层氮磷浓度分布随降雨进行而变化,总体分布规律为底层氮磷浓度大于表层氮磷浓度;(3)降雨径流结束后,TN在生态塘中的去除率为50.4%,TP在生态塘中的去除率为52.3%,塘2对TN、TP的去除率大于塘1与塘3,生态塘表现了较强的抗冲击自修复性。     

城市区域降雨径流季节性初期冲刷效应研究

探究降雨径流的季节性初期冲刷现象对城市水环境治理和水污染防治具有重要意义。以无量纲化后的雨水径流污染物输送量与有效降雨量为基础,通过建立径流污染物的季节性初期冲刷效应定量评价模型,对建筑屋顶和校园区域雨水径流季节性初期冲刷现象进行了研究。结果表明:建筑屋顶和校园区域年雨水径流水质具有相似的变化规律,径流污染物浓度总体上呈现出雨季始末两期高于中期的现象;研究区域中呈现了不同的冲刷性质,SS和TN显示出较强的季节性初期冲刷效应,以春季控制为主,而COD和TP的季节性初期冲刷效应较弱,以春季和深秋双季控制为主。     

浅谈生态型农田排水沟的设计与试验研究

农田面源污染治理属于综合性治理,生态排水沟是其中一项重要的工程措施。本文介绍了一种新型的农田生态排水沟型式,并详细阐述了设计思路和设计方案。研究人员在上海青浦某基地建造了长度110m的新型生态排水沟进行现场试验。本文根据试验成果,分析了该新型生态排水沟对氨氮、总磷的削减效果,并同时考察了排水沟的生态效果。本次研究成果可为农田面源污染防控研究提供一定参考。     

减少氮、磷流失的多目标控制排水模型

运用多目标决策技术,减少农田排水氮、磷输出,保持适宜作物生长的土壤含水量,探讨地表控制排水的控制时间。通过田间试验和SPSS回归模拟,应用均值土壤一维垂直入渗Philip公式计算累计入渗量,研究田间尺度降雨排水中氮、磷浓度的变化规律,拟合控制排水氮、磷浓度对数函数模拟方程。建立减少氮、磷流失和排涝、除渍的多目标控制排水模型,提出求解模型的非劣解和均衡解的方法。     

淮北平原区沟渠控制排水与不同植被覆盖条件下农田氮磷流失特征分析

为综合分析沟渠控制排水与植被覆盖对淮北平原典型农田氮磷流失变化的影响,充分发挥农田沟渠生态服务功能和环境效益。本文以利辛试验区不同沟渠断面的氮磷观测点数据为依据,分析沟渠氮磷养分流失特征规律。研究表明：控制排水期间车辙大沟春店闸下游断面 TN、NO3--N 浓度分别较闸上游减少 24.3%、19.7%,闸上 TP 浓度较闸下虽未显著降低,但随时间变化动态波动表现放缓。控制排水条件下的排水沟渠中 TN 和 NO3--N 浓度变化对植被盖度高低有更显著的响应关系,植被生长状态较植被覆盖度对 TP 流失有更好的吸收拦蓄作用。因此,通过在淮北平原大沟采取控制排水措施能够有效减少农田氮素向下游流失,并能促进植物对氮、磷的吸收拦蓄作用。     

洱海典型小流域丰水期农业面源氮污染来源解析

农业面源污染是近年来导致洱海水质不断恶化的主要因素。选取洱海地区典型小流域,分析了林地、耕地以及居民区地表径流中硝酸盐氮与铵态氮的氮、氧同位素特征,进而解析其来源。结果表明:林地径流中硝酸盐氮来源于大气降雨和土壤的比例分别为8.53%和91.47%,铵态氮来源于大气降雨和土壤的比例分别为19.78%和80.22%;耕地径流中硝酸盐氮来源于大气降雨、土壤和化肥的比例分别为5.90%,68.76%,25.34%,铵态氮则主要来源于土壤;居民区径流中硝酸盐氮来自于大气降雨、生活污水和动物粪便的比例分别为3.32%,55.42%,41.26%,铵态氮则主要来源于生活污水与动物粪便。研究成果为控制洱海流域农业面源污染提供了有效途径。     

深圳湾水质时空分布特征及污染源解析

基于深圳湾、珠江口、水质净化厂尾水、面源与截排溢流水体等水质数据,系统分析深圳湾水质时空分布特征及其污染物来源。结果表明:深圳湾现状水质不达标,关键污染因子为无机氮(DIN)和活性磷酸盐(DIP);雨季水质普遍劣于旱季,内湾水质明显劣于外湾。污染物入湾途径包括:6个入湾河口(后海河、大沙河、小沙河、凤塘河、新洲河、深圳河)、1个污水排放口(福田水质净化厂尾水排放口)、34个雨水排放口和深圳湾湾口。经过旱季污水收集、尾水提标改造等水环境治理措施后,深圳湾主要污染源为面源与截排溢流污染,其入湾氮、磷营养盐浓度可达地表水V类标准,是深圳湾现状水质的5～15倍,雨季面源与截排溢流水体的氮、磷入湾总负荷达到76.2 t和283.8 t,将对已无氮磷营养盐剩余容量的深圳湾水质造成严重冲击。     

太湖流域上游降水量对入湖总氮和总磷的影响EI北大核心CSCD

为探究环太湖河道入湖总氮和总磷通量的变化原因,分析了其与太湖流域上游降水量的相关性,并阐明了环太湖河道入湖氮磷的主要来源。结果表明:2010—2019年,太湖流域年平均降水量为1322 mm,较1986—2009年平均降水量增加15%,湖西区和浙西区年平均降水量分别为1263 mm和1552 mm;环太湖河道入湖总氮和总磷平均年通量分别为3.24万t和0.18万t,主要来源于湖西区和浙西区;太湖流域、湖西区、浙西区河道入湖总氮和总磷通量与相应区域年降水量之间均呈显著正相关关系,土地利用类型的差异使得湖西区河道入湖总氮和总磷通量随降水量增加的响应程度要强于浙西区;面广量大的城镇和农业面源污染是入湖氮磷的主要来源之一,降雨导致的部分雨污合流污水入河也是氮磷污染负荷增加的原因之一;湖西区和浙西区的降水量增加,尤其是强降水量增加,不仅会导致面源污染负荷增大,而且会导致太湖上游河网水系水力停留时间减少,降低水体自净能力,增大入湖总氮和总磷通量。     

渭河河水氮污染特征分析

通过对渭河下游控制断面华县站1976年-2000年的氮浓度与流量监测数据进行分析,发现:①氨氮、亚硝氮和硝氮的年平均浓度在研究年内呈现增加趋势,80年代增幅比90年代大;总氮的年平均浓度呈现相反趋势;②1976年-1993年硝氮年平均浓度大于氨氮年平均浓度,1994以后明显小于氨氮的;③氨氮的枯季浓度比平水期和丰水期的都高,90年代这种趋势更加明显。河流径流减少和流域废污水增加是导致该现象的主要原因;④1976年-2000年点源和非点源贡献的氮污染都呈现上升趋势,不过总体上非点源污染贡献突出,主要和流域废污水排放量及氮肥施用量增加有关。     

城市面源污染特征的分析

对城市面源污染物的种类、来源和危害,以及对受纳水体的影响两方面综合进行分析;系统归纳了城市面源污染特征的研究结果,得出结论:城市地表径流中污染物以悬浮颗粒物为主,其浓度明显大于城市污水;重金属及碳氢化合物浓度在数量级上与未经处理的城市污水基本相同;COD、BOD5、总大肠菌数、TN和TP都低于未经处理的城市污水;不同使用功能的地表降雨径流过程排污状况中,商业区污染负荷最大;城市地表径流污染物中的金属主要来自屋顶径流;碳氢化合物和铅主要是吸附在颗粒上,其他污染物浮动性较大。最后分析了城市面源污染的影响因素,如降雨强度、降雨量、降雨历时、城市土地利用类型、大气污染状况、地表清扫状况等。