论文部分内容阅读
丹江口水库,是国家南水北调中线工程重点水源地和国家一级水源保护区,在2014年秋后,将向河南、河北、北京、天津4省市沿线地区的20多座城市,提供和生产用水,水质安全和环境保障异常重要。受库周农业经济和生产生活的影响,丹江口水库库岸带每年都承载着上部农田污染物的巨大负荷,化肥、农药和随着径流冲刷下来的泥沙含量都不容忽视。如果任其直接进入水体,必将加重水体环境污染负荷,水质安全受到严重的威胁。库岸植被缓冲带是截留陆域面源污染物、改善水库水质的有效手段。因此,对现有库岸带开展系统调查,构建适宜的河岸植被缓冲带,使之具有拦蓄泥沙、截留氮磷污染物的最佳生态效益,保障水质安全已成为丹江口库区生态环境建设与保护所面临的最紧迫的任务。本文针对3种典型库岸植被缓冲带,开展野外模拟径流冲刷实验,通过室外试验和室内测量分析相结合的方式来进行缓冲带对陆源污染物阻控能力的研究,从土壤、植被类型、径流流量、污染负荷以及缓冲带宽度等角度,来探讨库岸植被缓冲带对农业面源污染的净化机理。主要结论如下:1、各植被缓冲带中土壤的起始含水量与产流时间成线性负相关关系,相关系数在0.694-0.976之间,说明随着土壤起始含水量的增高,模拟地表径流的产流时间就越短;并且随着径流流量的加大,拟合直线斜率K值变小,说明土壤初始含水量对产流时间的影响效益随着流量的增大而减小。2、从整体来说,不同植被类型缓冲带在不同流量和营养浓度条件下,对SS、NH4+-N、NO3--N、TN和TP、SRP的平均去除率分别为90.4%、77.4%、9.6%、16.9%、55.3%和41.1%。净化效果为SS>NH4+>TP>SRP>TN>NO3-3、植被缓冲带对SS的净化效果大小顺序表现为:白茅>狗牙根>刺槐。4、随着污染负荷的增加,各种库岸植被缓冲带对N03-、TP和SRP的净化率有降低趋势,对TN的净化率却有相反趋势,而在狗牙根和刺槐缓冲带中对NH4+净化率,随着污染负荷的增加,表现出先增加后降低的趋势。5、不同进水流量条件下,植被缓冲带对各污染物净化率也不同。总的来说,随着流量的增大,各植被缓冲带在不同污染负荷条件下对各污染物质的净化率均呈现下降趋势,减小幅度顺序:NH4+>TP>SRP>TN>NO3-.利用SPSS软件对不同流量下植被缓冲带对各污染物质净化率进行方差分析,结果表明植被缓冲带对NH4+、TP、SRP的净化率随流量变化呈极显著差异;对TN呈显著差异;对NO3-无显著性差异。6、根据试验可知,地表径流和壤中流中各污染物的浓度存在一定的差异,从总体上来说,壤中流的污染物浓度要低于地表径流,壤中流的净化率高于地表径流。地表径流中NH4+、N03-、TN、TP、和SRP平衡后的平均浓度分别占地表径流的66.9%、95.1%、95.8%、93.7和88.9%。壤中流通过下渗纵向迁移和土层内横向迁移过程对各污染物有一定净化作用,但是净化能力有限。7、用0.2L/S的流量对狗牙根缓冲带进行放水冲刷,在稳定阶段,地表径流和壤中流的平均径流量分别为109.8ml/s和29.3ml/s,相差3.75倍左右;而地表径流总径流量为183.87L,壤中流为107.44L,地表径流总流量仅为壤中流的1.71倍。通过计算可得,各污染物(NH4+、N03-、TN、TP、和SRP)输出总量分别为40.74mg、1392.50mg、1353.21mg、51.01mg和25.05mg,分别占输入总量的10.3%、70.5%、67.7%、23.5%和60.0%。8、径流中各污染物质相关性分析结果表明,除了各形态磷素之间、各形态氮素之间呈极显著相关外,径流中泥沙含量与全磷含量呈极显著的正相关性,相关系数为0.348;径流中NH4+含量还与TP和SRP呈极显著正相关,相关系数分别为0.324和0.644;NO3-与SRP也成极显著正相关,相关系数为0.469。9、引入吸附态磷(SP),并用spss对其与径流中泥沙含量做相关性分析,结果显示,径流样中SS含量与SP含量之间呈极显著正相关,相关系数为0.703,近乎两倍于SS含量和TP之间的相关系数(0.348),因此可以推断出,SS与TP之所以表现出极显著相关,主要是因为与其中SP呈极显著相关,并随着SS的增大,呈现出线性增长的趋势。