农业灌溉退水环境影响评价方法及案例应用研究

摘要

黑龙江省是国家最重要商品粮基地之一,是我国21世纪粮食增产量最大和粮食供给能力潜力最大地区。近年来为提高粮食产量,黑龙江省进行旱田改水田,扩大水稻种植面积。在这种背景下,大量的化肥和农药应用到改造后的水田当中,含有氮磷的化肥用量持续增长,由于作物吸收利用有限,大部分的氮磷随农田退水流失,进入到水环境中,造成严重污染,对环境造成了极大的负担。农业退水中作为水环境污染的主要原因之一,有效地评价和预测农业退水水质,有助于准确的提出控制退水污染水体的技术措施,达到城市水健康循环。
　　首先,对三江平原灌区进行了现状评价,结果表明:多数地表水水质高锰酸盐指数已不同程度的超标;安邦河地区、倭肯河地区以及穆棱河地区部分地表水中氨氮含量超过水质标准;安邦河地区、穆棱河地区部分地表水体总磷含量明显超标;其他水质监测项目在各分区已有的地表水水质监测数据中总体满足水质标准。
　　其次,采用权重赋值法对灌区进行筛选,选用灌区数量、灌溉面积、饮水来源、受体敏感性、健康循环潜力、大型灌区比例和水田比例等因素,采用赋权综合打分法,选出萝北地区作为进一步筛选研究的对象,以灌溉面积、饮水来源、受体敏感性、健康循环潜力为主要评分因素,并结合灌区所处地理位置,筛选出莲望灌区和群英灌区为典型灌区作为退水环境影响的研究对象。
　　然后,通过对Johnes输出系数模型进行改进,加入了灌溉影响因子和降雨影响因子,对莲望灌区和群英灌区进行总氮总磷输出负荷源强计算,利用已有经验值进行验证。根据改进的输出系数模型提供的污染物源强,采用水质预测模型对农田退水受纳水体进行水质预测。考虑不同退水期、不同排放方式、异常情况以及退水后污染物对水体的影响等各种不同的情况,对水体水质进行预测,从而探寻出污染物浓度的时空分布及迁移转化规律。
　　最后,在分析预测了农田退水对受纳水体的影响后,提出了控制退水污染水体的技术措施:源头控制和在退水向地表水迁移过程中控制。灌区退水向地表水迁移过程中主要通过生态工程措施控制,具体为:生态沟渠生态拦截净化系统,稳定塘湿地净化调蓄系统,人工湿地净化系统和水生植物塘湿地净化系统。以期能为我国农田退水环境影响评价及预测提供理论参考。

目录

农业灌溉退水环境影响评价方法及案例应用研究

Research on Environmental Impact Assessment Methods of Irrigation Agricultural Runoff and a Case Study

摘 要

Abstract

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.1.1 课题来源

1.1.2 研究的目的和意义

1.2国内外研究进展

1.2.1 国外研究进展

1.2.2 我国研究进展

1.2.3 非点源污染常用模型

1.3 研究目标及技术路线

1.3.1 研究目标

1.3.2 研究内容

1.3.3 技术路线

第2章 三江平原灌区水质评价与典型灌区筛选

2.1 灌区统计分类与评价

2.1.1 灌区统计分类

2.1.2 三江平原灌区退水受体水质评价

2.2 典型灌区的筛选

2.2.1 筛选原则与评判标准

2.2.2初步筛选结果

2.2.3灌区的进一步筛选与典型灌区的确定

2.3本章小结

第3章 农田灌溉退水污染负荷模型研究

3.1 农田退水污染负荷估算方法

3.1.1 输出系数模型

3.1.2 Johnes输出系数模型的改进

3.1.3 输出系数的选择

3.2 典型灌区氮磷污染负荷计算

3.2.1 基础数据采集

3.2.2 改进模型中影响因子研究

3.2.3 输出系数确定

3.2.4 Johnes输出系数模型

3.2.5 改进的Johnes输出系数模型

3.3 Johnes输出系数模型验证

3.3.1 典型灌区农田退水量计算

3.2.2 Johnes输出系数模型验证

3.4 本章小结

第4章 农田灌溉退水水环境水质预测

4.1 水质预测模型的筛选

4.1.1 水质预测模型概况

4.1.2 水质模型的确定

4.2 农田灌溉退水水质预测

4.2.1 预测参数的确定

4.2.2 正常退水期间水质影响预测结果与分析

4.2.3 退水异常情况下的水质预测结果与分析

4.2.4 退水期后水质预测结果与分析

4.3 本章小结

第五章 控制退水污染的技术措施与管理

5.1 灌区生产源头控制措施

5.2 灌区退水向地表水迁移过程的生态工程措施

5.2.1 生态沟渠生态拦截净化系统

5.2.2 稳定塘湿地净化调蓄系统

5.2.3 人工湿地净化系统

5.2.4 水生植物塘湿地净化系统

5.3 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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致 谢