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北京市密云水库上游石匣小流域非点源污染特征研究

王晓峰

  密云水库是北京市的主要饮水水源,水库水质的好坏直接关系到首都人民的生活和生产。由于受上游非点源污染的影响,目前水体的营养程度为中营养型,其营养物质的主要来源于流域中水土流失和大面积施用化肥。因此,研究密云水库上游的非点源污染对保护密云水库有着特殊的意义。石匣小流域位于密云水库上游,属于丘陵地带,在密云水库流域具有一定的代表性,同时小流域设立22个径流小区,可以对地表径流进行实时监测。本文以石匣小流域为研究对象,选择代表不同土地利用类型的径流小区,监测小区的地表径流和水土流失,结合小流域的土地利用状况,利用地理信息系统(GIS)和通用土壤流失方程(USLE),研究整个流域的非点源污染流失规律。首先按照地块单元对石匣小流域土地利用现状进行分类,建立一个非点源污染GIS数据库,主要包括土地利用和人口状况等。利用GIS强大的空间分析功能,从气象、水文、土壤、土地利用、地形等方面,探讨影响非点源流失的因素。利用USLE和SCS降雨径流曲线评估小流域的非点源污染负荷量,分析不同自然因素对非点源污染的影响,确定非点源污染物流失的时空变化规律,为防治密云水库的水体富营养化和水质污染提供决策依据。研究发现,降雨量、雨强影响非点源污染的流失,7、8两个月的污染物流失量约占全年的95%,是污染发生的重点时期。随着坡度、坡长、土壤含水率的增加,非点源污染物的流失量明显地增加。采取水土保持措施,控制土壤侵蚀是减少非点源污染物流失的有效手段之一。土地利用方式是影响氮磷污染物流失的重要因素。村庄、耕地的氮磷污染物浓度高,村庄降雨携带的总氮浓度高达32.1mg/L,总磷高达2.0mg/L,比林地径流的氮磷浓度高5—10倍。根据2000年监测数据,整个小流域吸附态氮的流失总量为11.1t,各土地利用类型流失量的比例分别是果园36.1%,农田32.5%,林地22.7%,灌草丛8.7%,村庄0.3%。吸附态磷流失总量为1.21t,其中农田占42.9%,果园36.3%,林地14.9%,灌草丛6.4%,村庄0.1%。农田和果园中吸附态氮磷的流失量约占氮磷流失量的65%以上。地表径流中溶解态氮磷的流失总量分别是0.25t和9.1kg,其中溶解态氮的流失总量以村庄最高,竟达到73%,其次是旱地和果园;溶解态磷的流失总量以果园、农田最多,分别47.9%和31.7%,其次为村庄,灌草丛和林地最少。从溶解态和吸附态氮磷的关系看,石匣小流域输入到水体中的氮磷营养物以吸附态为主,特别是磷,泥沙携带占绝对优势,可以通过改变土地利用方式,提高植被的覆盖率来减少石匣小流域非点源污染物的流失量。按理论计算,整个流域村庄中垃圾和畜禽粪便产生27.7t氮、7.7t磷,农田化肥氮磷流失量分别为5.94t、1.35t,村庄中牲畜养殖和农田过量施肥是小流域氮磷污染的重要潜在来源,这两类地区是今后小流域非点源污染控制和治理的重点。……   
[关键词]:石匣小流域;非点源污染;水土流失;通用土壤流失方程
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:首都师范大学2001年