洞庭湖流域氮磷污染风险评价与时空分布特征

洞庭湖农业面源污染日益严重,深入了解洞庭湖流域氮磷污染的时空分布特征,是促进洞庭湖流域面源污染治理需解决的科学问题。运用改进输出系数模型、等标污染负荷法对洞庭湖流域25个县(市、区)的TN、TP污染物负荷量进行计算,借助GIS软件绘制TN、TP污染负荷空间分布图,分析流域TN、TP污染负荷量的时空变化特征。结果表明：(1)从空间尺度上看,TN、TP污染负荷量在空间排放上呈现明显的地域差异特征,安化县、桃源县、石门县、平江县、桃江县等县区是洞庭湖流域农业面源污染的重点防治区域,污染负荷较高的区域集中分布在流域的上游。(2)从时间尺度上看,2010、2015、2019年TN污染负荷量分别为11.95、10.90、6.95万t/a, TP污染负荷量分别为7.60、7.00、4.21万t/a,洞庭湖流域TN、TP污染物负荷量呈现明显减少趋势,TN污染负荷量始终大于TP污染负荷量。(3)从畜禽养殖、土地利用和居民生活3个方面来看,TN、TP污染负荷量也呈现出递减规律。(4)运用聚类分析方法将流域分为复合污染型、畜禽养殖污染型、土地利用污染型、居民生活污染型4种类型。最后,为推进洞庭湖流域氮磷污染...     

贵州红枫湖大冲小流域农业面源污染负荷特征研究

为揭示红枫湖汇水区农业面源污染物氮、磷、有机物输出的一般规律，以典型农业小流域为研究对象，自2010年1~12月，对流域降雨、流域出口的径流、TN、TP、CODcr浓度进行同步监测，并对流域内各个不同土地利用类型的产污负荷进行监测分析。结果表明，流域除TP外，其他指标严重超标；监测期间小流域径流量为414×105 m3，TN、TP、CODcr入湖总量分别为2 5467、856、10 8832 kg，其日均单位排放负荷分别为577、019 、1451 kg/(km2·d)；在降雨丰富、农业生产活动频繁的6~10月，TN、TP、CODcr的含量都明显高于其他月份，分别占各自总量的94.8%、73.3%、94.3%；坡耕地、天然林、疏林地产生的TN、TP、CODcr污染负荷量分别为流域入湖污染总负荷的13.38%、13.29%、13.54%，稻田、蔬菜地径流中TN、TP、CODcr含量分别为0.84~10.32、0.07~0.18、20.50~68.00；2.16~7.54、0.01~0.04、4.50~22.40 mg/L。居民生活污水中TN、TP、CODcr含量分别为13.84~50.11、3.20~5.10、35.7~207.0 mg/L，蔬菜、水稻种植、居民生活污水及禽畜养殖对流域面源污染贡献大；大冲小流域面源污染负荷与径流间存在极强的相关性     

环鄱阳湖区农业面源污染TN/TP时空变化与分布特征

以鄱阳湖区周边12县市为研究区域，以氮、磷2种污染物为研究对象，以土地利用、畜禽以及农业人口为三大主要营养源，运用输出系数模型对环鄱阳湖区1997~2007年的面源污染现状负荷进行估算，结果表明TP/TN都呈现平稳上升的趋势，且面源污染高负荷区主要集中在南昌县、新建县和南昌市辖地区；预测2011~2020年TN/TP的变化，结果表明研究区域总磷总氮均有明显增长趋势，环鄱阳湖区年平均TN/TP相对现状年平均增长率为1746%和1602%。面源污染负荷的三大营养源贡献中畜禽输出负荷的贡献率随时间的推移有明显增加的趋势，农业人口和土地利用的贡献率有下降的趋势，揭示了环鄱阳湖地区禽畜污染将是农业面源污染的主要污染源。并借助GIS工具分析了TN/TP在环湖各地区的分布特征，指出了面源污染控制的重点工作区域     

武汉市后官湖水环境问题和污染防治对策分析

武汉市后官湖因流域城镇化迅速发展,水环境状况日渐恶化。首先对后官湖水质历史和现状分析,得出TP、TN和CODMn为主要超标因子。再结合流域土地利用现状、湖泊污染特征及其行政区划等,将后官湖流域划分成5个污染控制区(H1、H2、H3、H4和H5污染控制区),对各污染控制区中点源、面源污染进行分析,得出点源和农村生活为流域最重要污染源,两源共计排放CODMn、TN、TP和NH3-N占整个流域污染的82.9%,76%,78%和80.8%。污染控制区贡献量中,CODMn最大为H4(25.7%)和H3(23.97%);TN最大为H3(30.28%)和H4(25.31%);TP最大为H4(29.33%)和H2(25.62%);NH3-N最大为H3(31.77%)和H4(24.44%)。单位面积入湖强度中,H3区域CODMn、TN、TP和NH3-N强度最大,分别为35.57t/(a·km2),6.87t/(a·km2),0.85t/(a·km2)和5.57t/(a·km2),表现出污染强度"西低东高"的污染特征。针对上述污染特征本研究提出后官湖流域和各个分区污染防治对策,并对基于流域分区控制下污染物入湖量进行了测算。     

鄱阳湖流域农村生活区面源污染特征及其影响

农村生活区水环境是流域水环境的重要组成部分。鄱阳湖流域是我国的重要农业生产区，农村人口众多，未经过处理的生活污水、生活垃圾和固体废弃物、分散畜禽养殖污染由于无序排放导致了鄱阳湖流域河湖水质下降，湖泊富营养化指数升高。通过采用污染物当量算法对鄱阳湖流域农村生活区面源污染估算，分析了1991~2011年农村生活污染现状及其趋势，并分析了鄱阳湖河湖水质变化趋势及其在农村生活区面源污染中的影响因子。研究结果表明：（1）1991～2011年，鄱阳湖流域农村人口、生活污染、生活垃圾和固体废弃物污染、分散畜禽养殖污染不断增加，其中农村生活污水污染物排放量、TN、TP和COD排放量增长了1268%，年平均增长量分别为036、002、1681和021万t；固体废弃物排放量、TN和TP排放量增加了1268%，年增长量分别为362、076和080万t；分散畜禽养殖污染TN、TP和COD的含量分别增长了9913%、6384%和7227%，年均增长量分别为022、003和009万t；（2）2000年以来，鄱阳湖流域河湖水质呈下降趋势，其中鄱阳湖湖泊的水质和富营养化指数下降趋势分别在001和005水平上具有显著性；（3）鄱阳湖流域农村生活区面源污染对流域水环境具有一定的影响，其中分散畜禽养殖污染的影响相对较大     

面源磷负荷改进输出系数模型及其应用

传统的输出系数模型是模拟较大流域面源污染的有效手段，但它假设同一土地利用类型的输出系数相同，忽视了营养物径流和截留过程中其他流域特征对输出系数空间分布的影响，难以为流域分区管理提供依据。在传统输出系数模型基础上，引入产污因子（CI）和截留因子（RI），校正地形、降雨、植被缓冲带对面源磷流失空间格局的影响。用改进输出系数模型模拟滇池流域面源磷负荷并将模拟结果应用于流域管理。结果表明，改进的输出系数模型能更好地模拟面源磷污染的空间格局，识别出面源总磷的关键风险区--湖滨平原地带以及与入滇河流邻近的山谷、台地。以2008年滇池流域面源总磷的模拟结果（3525 t）为基准，若单位面积磷肥施用量减少20%，面源总磷负荷将减少86%；若环湖公路内侧全部实现退耕还林或还草，面源总磷负荷将减少60%；若同时实施减少磷肥施用量和环湖公路内退耕两项措施，面源总磷负荷将减少130%     

三峡库区非点源氮磷负荷研究

掌握非点源污染形成的机理和变化规律是控制和治理非点源污染的关键。三峡水库非点源污染物来源范围广,每年随上游来水输入库区的非点源污染物成为三峡入库非点源负荷的主要部分。为研究三峡入库非点源污染物负荷变化规律,以SLURP水文模型和输出系数法为基础,建立了长江重庆寸滩断面以上流域的非点源污染负荷模型,模型在模拟计算1996~2002年寸滩断面入库非点源TN年负荷和非点源TP年负荷时,除1998年非点源TP负荷计算误差高于50%外,其它各年非点源TN负荷和TP负荷计算误差基本上小于30%,具有较好的模拟计算效果。该模型的建立和应用将为流域的有关管理部门提供该流域非点源污染控制和治理的决策依据。     

负荷历时曲线法在赣江流域TMDL计划中的应用

赣江流域是鄱阳湖水系的第一大流域，由于人口密度大、企业多，使得赣江流域的水环境日趋严重。为此，以赣江流域为对象，选择外洲站点为代表性站点，绘制赣江流域污染物的流量历时曲线和负荷历时曲线；并分析污染物最大日负荷的变化特征，赣江流域各月、各季节和各水情期的污染物最大日负荷波动较大，各时间段的污染物最大日负荷呈负偏态分布；最后比较了赣江流域现状负荷通量和允许负荷通量，发现赣江流域总体水质较好，COD有部分盈余，但NH3 N和TP的现状负荷已接近最大允许负荷，尤其在丰水期，说明面源对赣江流域的NH3 N和TP的贡献较大，赣江流域的污染物控制应以面源控制为主     

基于BMPs的鄱阳湖区小流域农村面源污染控制

鄱阳湖小流域农村面源污染严重，环境问题不断加剧。通过背景值调查与污染源解析，显示农村生活和种植业是鄱阳湖小流域农村面源污染的主要来源。采取集成式BMPs模式，将源头控制与末端治理相结合，充分利用当地优势，合理搭配植物缓冲带、沟渠湿地、人工湿地，兼性塘等，实现氮、磷流失的有效拦截，达到有效控制示范区小流域农村面源污染目的，从而为鄱阳湖农村面源污染控制提供借鉴。结果表明： BMPs系统污染物去除能力高，运行成本低。系统单位面积削减总量分别为CODcr 71017 kg、SS 11491 kg、TP 408 kg、TN 3593 kg、NO-3 N 474 kg、NH+4 N 1918 kg，而运行成本不到01元/t。整个系统中尤以表面流人工湿地减污效果最好，耐负荷冲击能力最强。沟渠湿地整体去污能力不低，但耐冲击负荷能力弱，易受外界因素的影响。为加强减污效果，可通过完善生态系统尤其是挺水性植物加以改进     

三峡水库入库污染负荷研究(Ⅰ)--蓄水前污染负荷现状

分析蓄水前三峡水库入库污染负荷,包括库区污染负荷,如城市生活污水、工业废水、农业面源、船舶流动污染源;主要干支流长江、嘉陵江、乌江的入库背景污染负荷,包括上游天然背景负荷和上游污染贡献负荷,为三峡水库水污染防治提供理论依据。研究表明：①进入三峡库区的污染源主要来自长江、嘉陵江、乌江上游输入的背景负荷,包括上游贡献负荷和天然背景负荷,其中：CODCr的天然背景负荷与上游污染贡献负荷较为接近,BOD5、NH3-N的上游贡献负荷略大于天然背景负荷;TP的上游贡献负荷远大于天然背景负荷。因此,“三江”上游区域的污染治理工作应为今后三峡水库水污染防治的重点;②库区内排放的主要污染物是TP、BOD5、TN、CODCr等有机污染物,其累计等标污染负荷比达到98%以上。库区内的主要污染源为农田径流,其等标污染负荷比为77.85%;其次为城市污水,其等标污染负荷比为19.45%,工业废水的等标污染负荷比只占1.62%。因此,农田面源将是今后库区污染防治的重点。     

太湖流域上游外源氮、磷入湖通量模拟初步研究

湖泊-流域构成的复杂系统是湖泊富营养化研究的热点。应用SWAT模型对长江下游太湖流域上游外源氮、磷入湖通量进行模拟，以反映陆源入湖氮、磷营养盐的通量、空间分布和时间变化情况。以水文模拟为基础，引入相关系数（R）和Nash Sutcliffe效益系数（Ens）评价模拟结果。水文模拟率定期月均值R多在85%以上，Ens在024~090，模拟年平均径流量相对误差为32%。验证期各站月均值R均在80%以上，模拟年总量误差为81%。模拟结果显示，流域多年平均径流量为10415×108m3，营养盐输出浓度浙西区TN、TP分别为238 mg/L、018 mg/L；湖西区分别为568 mg/L、043 mg/L；武虞锡澄区分别为614 mg/L、040 mg/L。流域营养盐多年平均入湖通量TN为42 730 t/a，TP为3 075 t/a，2000年开始，流域TN、TP的入湖通量均有下降趋势。流域营养盐具显著空间差异，陈东港-大浦口、小梅口-长兜港、武进港-直湖港是最主要的入湖通道，贡献率分别达到27%、24%和20%，应作为流域外源营养物质管理和控制的重要区域     

三峡库区香溪河流域非点源营养盐输出变化的试验研究

综合三峡库区香溪河流域土地利用结构和水系特点，在三大支流出口处设置常规水质监测断面，于干流响滩处设置水文控制断面，通过断面水质水量监测，利用数字滤波法解析径流多源和污染多源，研究上游来流点源和非点源营养盐输出负荷变化。结果表明：受农业非点源污染影响，TN是高岚河（0788 mg/L）＞古夫河（0712 mg/L）＞南阳河（0567 mg/L）；南阳河受磷矿企业点源输入的影响，TP是南阳河（0323 mg/L）＞高岚河（0074 mg/L）＞古夫河（0053 mg/L）；断面流量与降雨量的相关系数〖WTBX〗R〖WTBZ〗2=0720 2；TN和TP非点源年负荷输出分别占总量的61%和40%的， 20100607次降雨径流监测分析发现此次降雨汇流期间营养盐TN和TP输出的非点源贡献率分别达752%和709%；营养盐负荷主要受径流量影响，TN和TP输出负荷与流量的相关系数分别是0963 6和0978 9     

赤水河流域土地利用结构对氮素输出的影响

以赤水河流域为研究对象,根据Landsat8 OLI卫星影像获取流域土地利用现状,利用ArcGIS的水文、空间分析模块提取22个子流域,分析子流域不同形态氮(TN、NO_3~--N、NH_4~+-N)的输出特征及其与土地利用结构之间的关系。结果表明:赤水河各子流域TN、NO_3~--N、NH_4~+-N浓度范围分别为1. 27～4. 13、1. 14～3. 97、0. 01～0. 35 mg/L。TN和NO_3~--N与流域内耕地、灌草的相关系数分别为0. 663 (p 0. 01)、0. 538 (p 0. 05)和0. 631(p0. 01)、0. 530(p0. 05),TN、NO_3~--N、NH_4~+-N与流域内耕地、灌草浓度表现为显著正相关,流域内耕地、灌草对TN、NO_3~--N输出均表现为显著的"氮源"作用。NH_4~+-N的相关系数为-0. 558(p 0. 01),耕地对NH_4~+-N输出起显著"氮汇"作用。TN、 NO_3~--N与林地的相关系数为-0. 673 (p 0. 01)、-0. 652(p0. 01),林地对TN、NO_3~--N输出起到了显著的"氮汇"作用。NH_4~+-N与林地的相关系数为0. 435(p0. 05),林地对NH_4~+-N的输出起"氮源"作用。各子流域的分析结果表明,流域受土地利用结构带来的面源污染影响显著。     

降雨径流面源污染年负荷预测方法的开发——以镇江古运河为例

在对镇江古运河2009~2013年的降雨量、降雨径流污染物量监测的基础上,运用回归分析建立降雨量-径流污染方程,并采用灰色理论对未来降雨量进行预测,进而得出降雨径流面源污染年负荷值。结果表明:2014~2020年间,镇江古运河降雨径流中污染物TP、NH₃-N和SS的年负荷与降雨量同向变化,2020年降雨量达到1 381.2 mm时,污染物TP、NH₃-N和SS的年负荷可分别达到217.15 t、421.4 t、5 811.87 t,数值较大;灰色理论与回归分析结合所提出的降雨径流面源污染年负荷预测方法,能够在小样本、贫信息和波动数据序列情况下,简捷有效的对降雨径流面源污染负荷进行高精度的预测,实用与推广价值较大。     

不同土地利用模式下洪泽湖流域非点源颗粒态磷负荷时空演变研究

综合星地协同技术手段,定量化表征1990年以来洪泽湖流域非点源颗粒态磷负荷的时空变化特征,并差别化地探讨其与流域土地利用变化的响应关系,厘清二者的作用机制,为实现非点源磷污染的有效管控提供科技支撑。主要结论包括:(1)近20年,颗粒态磷负荷呈现"下降-上升-下降"的波动状态,1990~1996年呈下降趋势,1998~2006年保持平稳增长状态,2008年后快速下降;(2)颗粒态磷单位负荷空间差异明显,高值区集中分布在淮河支流流域(3.88 t/km~2/a),低值区则主要分布在汴河流域(0.57 t/km~2/a);(3)不同土地利用模式下平均颗粒态磷负荷由高到低依次为:多种地类混合的淮河支流流域(681.84 t/a)、城镇化快速增长的高松河流域(317.65 t/a)、农用地主导的维桥河流域(185.73 t/a)、湿地保护区的汴河流域(121.09 t/a)。林地、湿地等用地类型能显著减少颗粒态磷污染物的流失量,农用地和建设用地则会加剧颗粒态面源磷污染。     

基于SWAT模型的昌江流域土地利用变化对水环境的影响研究

土地利用快速变化对水环境带来较大影响,定量分析土地利用与水环境污染的关系是土地利用结构调整的重要依据。利用3S技术,通过SWAT模型对1983年与2012年昌江流域的水量和水质模拟,分析了土地利用时空变化,结合氨氮、总磷模拟数据,定量分析了土地利用变化下该流域的水环境污染负荷。研究结果表明:该区域林地、草地、水域、城镇及建设用地呈增加趋势,耕地则呈减小趋势。林地占比最大,为70%左右,其次为水田。水田为水环境非点源负荷贡献的第一大来源,且其占流域略多于20%的面积,贡献了该区域总磷总量的53.48%~57.01%和氨氮总量的51.86%~56.57%;农业耕作以25%的地类面积,贡献了60%~65%的非点源污染负荷;旱地的单位面积贡献污染负荷高于林地及城镇及建设用地,表明农业非点源污染是该区域水环境非点源污染的主要来源。     

淮河生态经济带农业面源污染空间分布及治理研究

淮河流域是我国重要的农业生产功能区,长期以来以追求高产量、高利润为目的的农业生产活动,导致了日益严重的农业面源污染问题.厘清淮河生态经济带农业面源污染空间分布状况,为生态经济带内各级行政主体实施农业面源污染综合防治、提高生态环境治理体系和治理能力现代化提供政策建议,具有重要的理论和现实意义.应用产污系数法、等标污染法、GIS技术等方法,对经济带内155个县域单元农业面源污染的化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)3种污染物进行分析的基础上,核算了淮河生态经济带农业面源污染物的排放量、重点污染源、重点污染区、排放强度及空间分布.结果发现:2018年淮河生态经济带农业面源污染物中COD、TN、TP排放量分别为199.3、107.2、12.6万t,排放强度分别为69.2、34.7、3.4 kg/km2;重点污染源为农田化肥、畜禽养殖和水产养殖,重点污染物为TN和TP,重点防治区为建湖县、兴化县、漯河市辖区等10个县(市、区).农田化肥污染是淮河生态经济带农业面源污染分布最广的污染类型,综合污染是农业面源污染治理中防治难度最大的污染类型.针对淮河生态经济带县域单元农业面源污染存在较高空间异质性的现实,提出应根据不同区域不同污染类型实施针对性治理的政策建议.     

三峡库区及上游流域面源污染特征与防治策略

三峡水库自2003年蓄水运行以来，富营养化问题突出，面源污染防治愈发受到关注。依托2004、2005年生态环境调查成果，在分析三峡库区及其上游流域（简称三峡地区）面源污染负荷特征、面源污染发生原因的基础上，提出了区域面源污染防治策略。研究结果表明：入库污染负荷总量组成中，面源贡献占绝对优势；空间分布上，上游长江干流、嘉陵江及乌江流域贡献占绝对优势，库区区间贡献较小；形态特征上，氮对水体的影响以溶解态为主，磷对水体的影响以颗粒态为主。从面源污染发生过程来看，三峡地区生态环境脆弱、土地利用不合理为土壤侵蚀、污染物迁移转化提供了先决条件；而农村经济增长迅速、耕作管理技术落后亦增大了面源污染的风险。结合上述分析以及三峡地区实际情况，针对性地提出污染控制分区策略、工程措施治理策略、生态经济培育策略、农业耕作管理策略，旨在为三峡水库长效环境保护提供借鉴.     

基于计划行为理论的耕地面源污染治理农户参与意愿研究 ——以湘阴县为例

耕地面源污染治理是新时代建设美丽中国、建设美丽乡村的重要举措，更是提高耕地质量，保障地区农业生产可持续发展和实现生态健康的必要环节。首先，基于计划行为理论从理论上分析农户参与耕地面源污染治理的意愿及行为机理，进而利用洞庭湖南岸粮食主产县湘阴县农户入户调查数据，运用二元Logistic模型、主成分分析法进行实证检验。研究结果显示：调查区域仅有61.29%的受访农户愿意参与耕地面源污染治理；参与面源污染治理收益增加度、参与面源污染治理改善周边环境、农技人员影响力、参与面源污染治理的精力能力、当过村干部等因素对耕地面源污染治理农户参与意愿均呈显著正向影响；而农户年龄对耕地面源污染治理农户参与意愿为显著负向影响。据此，在耕地面源污染治理过程中，地方政府应加强耕地面源污染治理政策宣传及农技人员技术指导，充分发挥村干部的模范作用，增强农户治理耕地面源污染的主体意识，提升农户治理效能感及社会责任感，切实保障农户利益，引导农户主动积极参与耕地面源污染治理，建设美丽生态洞庭。     

负荷历时曲线法在梁子湖流域污染容量总量控制中的应用

采用负荷历时曲线法(LDC),基于水质保护目标,研究水体纳污能力,确定最大日负荷总量(TMDL)是当前流域污染总量控制的主要方法之一。根据梁子湖高桥河流域控制断面2008~2011年的水文、水质数据,以主要污染物COD为指标,将负荷历史曲线法运用到梁子湖高桥河等子流域污染容量总量控制中,对该流域的最大日负荷(TMDL)变化规律进行分析,提出流域不同水文条件下的污染负荷消减量。研究结果表明:梁子湖水环境受面源污染影响较大。高桥河、徐家港、张家桥港、山坡港、宁港流域,在高流量期实际负荷值均已超出了允许负荷,其削减量分别为61.36、4.33、12.98、3.84、7.13 t/d;徐家港和宁港流域在丰水期实际负荷值也超出了允许负荷,削减量分别为0.16、0.17 t/d。该研究为流域相关管理部门对湖泊水环境的污染控制提供可靠的决策依据。