北京市密云水库上游石匣小流域非点源污染特征研究
【摘要】：
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 【学位授予单位】：首都师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2001
【分类号】：X52
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2001.001600
【目录】：
- 中文摘要2-3
- 英文摘要3-6
- 第一章 非点源污染研究综述6-10
- 1 非点源污染的基本概况6-7
- 1．1 非点源污染的概念6
- 1．2 非点源污染的类型6-7
- 2 研究进展7-9
- 2．1 研究内容7
- 2．2 国外研究进展7-8
- 2．3 国内进展8-9
- 3 研究方法9-10
- 第二章 石匣小流域概况10-15
- 1 自然环境10-12
- 1．1 地理位置10
- 1．2 地貌特点10
- 1．3 气候资源10
- 1．4 生物资源10
- 1．5 水资源10-11
- 1．6 土地资源11
- 1．7 水土流失11-12
- 2 社会经济状况12-13
- 3 试验小区概况13-14
- 4 监测方法14-15
- 第三章 小流域GIS空间数据库的建立15-17
- 1 空间数据库的实现15-16
- 1．1 图形的处理和编辑16
- 1．2 属性数据的编辑16
- 2 空间数据库的功能16-17
- 2．1 数字高程模型的生成16
- 2．2 专题图的生成16-17
- 第四章 非点源污染物氮磷的流失规律17-27
- 1 影响氮磷流失因素17-22
- 1．1 气象因子17
- 1．2 地形因素17-19
- 1．3 土壤因素19-21
- 1．4 水土保持措施21-22
- 2 不同土地利用类型氮磷污染物的流失规律22-27
- 2．1 氮的流失规律22-24
- 2．2 磷的流失和浓度变化24-25
- 2．3 泥沙中氮磷含量动态变化25
- 2．4 单位面积污染物的流失25-27
- 第五章 小流域非点源污染物流失量的计算27-40
- 1 流域土壤侵蚀量计算27-32
- 1．1 土壤侵蚀模型27
- 1．2 参数的确定27-32
- 2 地表径流的计算32-35
- 2．1 地表径流的形成32-33
- 2．2 降雨径流模型33-35
- 3 非点源污染物的实际流失量35-38
- 3．1 泥沙实际流失量35
- 3．2 氮磷流失量35-38
- 4． 主要类型区污染物的流失量估算38-40
- 4．1 村庄中垃圾和畜禽粪便污染38-39
- 4．2 农田化肥氮磷流失39-40
- 第六章 非点源污染的控制和管理40-42
- 1 污染源的控制40-41
- 1．1 政策法规40
- 1．2 合理施肥措施40-41
- 1．3 重视畜禽养殖场的环境管理41
- 2 控制污染物的扩散41-42
- 2．1 控制水土流失41
- 2．2 改善耕作措施41-42
- 结论42-43
- 主要参考文献43-47
- 致谢47-51
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