饮马河流域农业面源污染负荷及污染物时空格局演变特征分析

发布时间：2017-12-11 00:12

  本文关键词：饮马河流域农业面源污染负荷及污染物时空格局演变特征分析

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【摘要】：饮马河作为松花江重要支流,目前受到流域内面源污染的影响,水质每况愈下。持续恶化的水质严重制约了流域内社会经济的可持续发展,对流域内的人居环境造成了持续的破坏,并且对松花江流域水质安全也构成了一定程度的威胁。目前,尚未有文献报道饮马河流域内的污染物负荷分析、污染物特征分析、污染物时间、空间变化的特征分析等相关研究,导致饮马河流域内污染治理得不到足够的认识,在很大程度上,限制了该流域面源污染治理、流域内水环境的治理等相关工作的深入开展。本文以饮马河流域为研究区,针对饮马河流域的气候、地域特征,对原有的的输出系数模型进行了改进,对流域内TN、TP、COD等污染负荷进行模拟计算,并与实测资料的平均浓度法计算结果进行对比分析,相对误差在允许范围内;对流域内不同土地类型面源污染物的特征流失进行了研究,初步掌握了流域内面源污染物的迁移规律;还对时间点内污染物绝对排放量进行了计算,对区域内13个区县的污染物排放量随空间、时间变化进行了分析;对目前存在的主要污染问题进行特征分析,并提出了相应的污染治理办法。本论文的研究结果为饮马河流域面源污染的防治和管理提供科学的依据和决策支持,对于改善饮马河流域乃至整个松花江流域的水环境质量、构建流域内科学的人居环境、促进饮马河流域经济可持续发展具有非常重要的意义和价值。本论文主要研究如下:1.针对饮马河流域特殊的气候地域特征,对饮马河流域的输出系数模型进行科学的改进,考虑到降雨的影响,求算了各年降雨影响因子,使模型计算更加具有说服力。2.基于实测数据的面源污染量研究。(1)2004-2013年间,TN的贡献率:耕地畜禽养殖农业人口。对饮马河流域TN负荷贡献率最大的是耕地高达68.01%,其次是畜禽养殖和农业人口。(2)2004-2013年间,对饮马河流域TP负荷贡献率:农业人口耕地〉畜禽养殖分别为35.22%、31.31%和28.51%。(3)2004-2013年间,对饮马河流域COD贡献率:畜禽养殖农业人口耕地,分别为78.79%、18.35%和1.84%。3.对饮马河流域面源污染物十年间污染物变化趋势分析。(1)在2004-2013年十年间TN的非点源污染趋势先升高后保持持平趋势。(2)在2004-2013年十年间TP的污染趋势呈逐年升高的趋势。(3)在2004-2013年十年间COD的趋势也是呈逐年上升的趋势。4.饮马河流域面源污染物流失特征分析。在饮马河流域选取旱田、水田、草地、林地等四种土地利用类型建立径流小区,寻找不同土地利用类型中的面源污染物流失规律与特征。(1)在降雨雨量、降雨强度、所选取实验的地形坡度等基本一致的情况下,草地和林地所产生的径流量小,径流速度慢,旱田与水田产生径流量大,径流量的速度快,在降雨初期,所有土地利用类型中的总氮、可溶性氮、总磷、可溶性磷浓度最高值均出现在径流最高值之前,随着径流值变大,其污染物的浓度随之变小。(2)从氮素的流失形态来看,在旱田和水田中可溶性氮的流失数量占氮素流失比例较大,可溶性氮含量也高,在降雨产生地表径流后,氮素主要以溶解态的形式随地表径流。(3)总磷随着径流最初的污染物浓度最大。最后随着径流的不断冲刷、淋洗,污染物浓度也逐渐降低。在降雨末期,总磷的流失浓度又反向走高。在4个土地利用类型中从磷素的流失形态来看,可溶性磷的流失数量占磷素流失比例不大,总磷的浓度远远大于可溶性磷的的浓度,也就是泥沙结合态磷的流失数量则相对较高。可溶态磷变化幅度较小,同时也表明P的溶解性所受到的水环境条件的限制可能大于流量变化对它的影响。旱田与林地总磷流失浓度在降雨径流过程中变化幅度大,而水田与草地的总磷流失浓度相对稳定、变化幅度相对较小。(4)在四种土地利用类型中,旱田、水田氮素流失量较高,相对在林地和草地中的总氮和可溶性氮的流失浓度随径流量的变化规律则相对较弱。旱田与水田总氮流失浓度在降雨径流过程中变化幅度大,而林地与草地的总氮流失浓度相对稳定、变化幅度相对较小。其次,四种土地利用类型总氮平均流失浓度的大小为:旱田水田草地林地。5.饮马河流域时空格局演变特征分析对饮马河流域内13个区县的污染物的绝对排放量和国土基等标排放系数、产值基等标排放系数、人口基等标排放系数进行了求算,从空间和时间上对污染物的演变特征进行了分析。6.根据不同区县的目前的污染情况,因地制宜、有针对性的提出了合理的污染治理措施。
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X71

【参考文献】

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本文编号：1276424