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基于潮河流域非点源污染分布特征的BMPs优化配置研究

孟凡德  
【摘要】:国内外开展的多项研究表明,农业非点源污染是导致水环境污染的最主要原因之一。目前对非点源污染进行控制和管理主要是通过采取各种“最佳管理措施”(Best Management Practices, BMPs)来实现的。虽然小区(plot)与农田地块(field)尺度的实地监测发现BMPs对营养盐及泥沙的控制非常有效,但受限于点位差异性及气候等因素影响,简单地将其在流域尺度大范围进行应用,很难达到预期污染控制目标,而且可能会造成预算的严重超支。因此,如何在有限的资金及人力条件下,通过最佳管理措施的空间优化配置,实现流域尺度非点源污染的有效控制己越来越受到科研人员及环保、水利部门的关注。本论文以密云水库上游潮河流域为研究区,从提升最佳管理措施(BMPs)实施效率的角度出发,识别不同空间尺度非点源磷污染负荷分布特征,为BMPs配置方案的提出与概念化流域的构建提供依据;揭示水质显著改善概率(Pw)与流域污染负荷削减比例(Rw)响应关系,生成更有针对性的BMPs实施效果评价指标;辨析不同空间配置下BMPs的成本效益曲线变化趋势,筛选最佳空间配置方案。最终提出一套适用于研究区的BMPs空间层次配置方案,为有效控制水土流失与非点源污染,促进水源地保护和流域健康,提供理论依据和技术支持。论文主要研究结论可概括为以下几个方面: (1)根据区域非点源污染物空间分布特征构建概念化流域,能够在水文地貌及气象特征可控的条件下,有效地规避大尺度天然流域内各子流域及地块间存在的空间自相关问题,并运用统计模拟的方法将自然流域污染负荷的空间分布特征以相应比例的形式反映到虚拟的流域之中,进而对其采用不同空间配置的BMPs组合配置方案,能够为流域尺度和地块尺度BMPs的优化配置及成本效益优选提供理论依据。 (2) HSPF模型模拟结果符合研究需求,97个子流域的磷污染物负荷主要集中在汛期的6-9月份,泥沙负荷汛期占全年比例的78%~90%,汛期是潮河流域土壤侵蚀和氮、磷非点源污染防治的关键时期。各子流域中平均磷污染负荷为21.32kg,最大为113.85kg,最小为0.91kg,空间上呈正态分布。从修正的磷指数(PI)评价结果来看,研究区内磷流失风险呈正态分布,即高风险区(7.95%)与中值区(19.63%)只占很小一部分,大部分为低风险区(72.42%)。流域尺度的磷流失风险值与实际流失值具有显著的相关关系,有效系数R2=0.67,地块尺度的磷流失量平均值为2.94kg,最低为2.07kg,最高为17.24kg,符合空间上的正态分布,可以为概念化流域的构建提供有效依据。 (3)运用随机抽样的方法,构建的概念化景观负荷模型(100个子流域,10000个地块)经正态分布检验证实能够满足研究需要,可以代表潮河流域磷污染空间分布特征。研究区河道内总磷浓度的时空变化差异较为显著,多个点位的多年监测数据为不同BMPs措施实施比例下水质显著改善概率的估算提供了有力的数据支撑,因此成功地建立了流域负荷削减比例(Rw)与水质显著改善概率(Pw)间的定量关系为:Pw=1+60(e-13.2·Rw)/1.059=-0.059,识别了河流水质改善的人为正面干扰阈值。通过对四种BMPs空间配置方案的成本效益曲线对比发现,目标聚集配置方案为最优方案。从BMPs地块削减效率、不同尺度的磷负荷空间分布规律及水质采样点数量三个角度进行敏感性分析,结果表明该方案在BMPs削减效率值Rf=0.65时的结论是稳定可靠的。


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5 Bruce P.Van Haveren ,黄毅;公用土地非点源污染的控制[J];水土保持科技情报;1987年02期
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9 李贵宝,李建国,毛战坡,尹澄清,王为东;白洋淀非点源污染的生态工程技术控制研究[J];南水北调与水利科技;2005年01期
10 William·F·Ritter;蒋林燕;王秉忠;;降低农业非点源污染影响的措施[J];农业环境与发展;1990年03期
11 辜来章;吴德玲;郝淑英;;滇池非点源污染特征及防治[J];云南环境科学;1991年01期
12 李怀恩,沈晋,刘玉生;流域非点源污染模型的建立与应用实例[J];环境科学学报;1997年02期
13 许书军,魏世强,谢德体;非点源污染影响因素及区域差异[J];长江流域资源与环境;2004年04期
14 杨建云;洱海湖区非点源污染与洱海水质恶化[J];云南环境科学;2004年S1期
15 牟瑞芳;一种适合中国国情的非点源荷载计算方法(英文)[J];Agricultural Science&Technology Newsletter;2004年02期
16 朱小娟,普智晓;农业非点源污染的环境影响及防治对策[J];资源开发与市场;2004年06期
17 梁博,王晓燕;我国水环境污染物总量控制研究的现状与展望[J];首都师范大学学报(自然科学版);2005年01期
18 姜达炳;美国农业非点源污染管理的考察[J];农业现代化研究;1997年03期
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5 张春玲;;陕西省汉江、丹江非点源污染及控制对策[A];中国水利学会2002学术年会论文集[C];2002年
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8 杨柳;马克明;陈利顶;;城市非点源污染控制区划原则与方法初探[A];“土地变化科学与生态建设”学术研讨会论文集[C];2004年
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10 黄宗楚;上海旱地农田氮磷流失过程及环境效应研究[D];华东师范大学;2005年
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1 李红梅;美国如何治理非点源污染[N];中国水利报;2009年
2 记者 张岩;陕西建成首个非点源污染防治综合监测体系[N];黄河报;2011年
3 李洁尉;不让非点源污染再肆虐[N];广东科技报;2002年
4 本报记者 陈云芬;科技为非点源污染防控提供指导[N];云南日报;2009年
5 本报记者 操秀英;只为更干净的水[N];科技日报;2007年
6 王耀兵;控制和治理非点源污染[N];中国渔业报;2005年
7 民革长春市委员会 民建长春市委员会 长春市工商业联合会 民盟长春市委员会 民进长春市委员会 九三学社长春市委员会 农工民主党长春市委员会;集民智绘壮丽蓝图 融民意抒拳拳真情[N];长春日报;2008年
8 李怀恩 胥彦玲 蔡明(西安理工大学环境科学研究所);渭河流域非点源污染研究存在的几个问题[N];中国水利报;2006年
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