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基于GIS的丹江库区黑庙沟流域养分流失量的研究

杨磊  
【摘要】: 南水北调是21世纪初我国实现水资源合理配置,解决北方水资源短缺的重大战略性工程,其成败的关键在于水源区的水质。丹江水库作为南水北调中线工程的水源地,总体水质良好,满足调水的要求,但上游的一些支流存在着严重的水质污染现象,这些污染除少数点源污染外,主要是由农业非点源污染引起的。根据国务院“先节水后调水、先治污后通水、先环保后用水”的“三先三后”原则,开展库区农业非点源污染调查研究,探求一种合理、适用的方法预测整个丹江库区低山丘陵型农业非点源污染负荷,进而提出有效的控污措施,以保护流域水资源环境、防止水质恶化。 本文以丹江库区黑庙沟流域为研究对象,在对流域农业非点源污染的影响因素广泛调查的基础上,划分流域基本坡面单元,采用美国通用流失方程USLE预测流域土壤侵蚀量;同时结合人工降雨试验模拟12种不同处理下侵蚀泥沙与养分流失的关系,确定养分富集比,对2005年黑庙沟流域养分流失进行了模拟,其主要结论如下: (1)黑庙沟流域的2005年由施化肥输入流域的总氮(TN),总磷(TP)分别为51.18t、13.88t;畜禽粪便输入的TN,TP分别为3.58t、0.75t;农药年使用量约为1.35t;由生活污染物输入的TN,TP总量分别为163.03kg、30.77kg。 (2)2005年黑庙沟流域土壤侵蚀量为6927.86t,土壤侵蚀模数为3610.67t/km~2,为中度侵蚀。 (3)模拟降雨结果表明,12个实验处理的降雨前后表土因土壤侵蚀发生养分含量呈下降的趋势,并且在各处理下,速效养分流失的比例要高于全量养分流失的比例,特别是有效氮达到6.45,这说明坡面径流对速效养分的影响要大于全量养分。 各处理下泥沙养分富集度都在1.0以上,其中有机质为1.43、全氮1.72、全磷1.46、全钾1.38;而有效养分的富集度大于全量养分,其中有效氮为2.21、有效磷2.64、有效钾1.52。各养分的富集度随着坡度的增大而减小。除了总磷外,施氮磷肥一定程度增大了各处理中氮磷养分的富集,同时施肥处理后,土壤中氮磷养分浓度增大,从而增大了泥沙的氮磷养分携带量。而施氮磷肥对有机质,钾养分流失影响不是很大。 (4)2005年黑庙沟流域养分流失量为有机质36.06t、全氮3.34t、全磷1.84t、全钾56.09t,有效氮0.46、有效磷0.05t、速效钾0.61t。养分流失量与泥沙侵蚀量趋势基本保持一致,陡坡地>缓坡地>平地>,农田>林地。 针对黑庙沟流域农业非点源污染的实际情况,本论文从“控源-节流-转化”三方面提出了一些方法和建议。


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