抚仙湖流域典型农田区面源污染及对策研究

摘要

抚仙湖系云南九大高原湖泊之一，近年来，受流域内人类活动的影响，湖泊氮、磷浓度增加，水质呈逐年下降趋势。据调查抚仙湖污染物主要来自北岸农田的地表和地下径流。论文选取抚仙湖流域典型农田区(北岸农田)作为研究对象，详细分析了农业耕作对农田区地下水和地表水水质动态变化的影响：降雨及地下水埋深与地下水硝态氮浓度之间的响应关系；分述了降雨与梁王河径流量的特征及二者之间的关系；估算梁王河入湖污染负荷；最后针对典型农田区的特殊性，提出相应的抚仙湖流域面源污染防治对策。通过上述分析研究得出： 1.抚仙湖流域典型农田区地下水N、P含量的动态变化与农田耕作制度之间存在很好的相关性，一般水田地下水N含量显著高于同期的旱地，雨季旱地地下水P污染较水田严重。砂性土壤(4号田2006年)适量施用有机粪肥，可以显著降低土壤中N、P的淋溶损失；但若施用过量(1号田2007年水稻生长期)，将会导致严重的地下水NH<,4><'+>-N、P污染，进一步表明控制砂性土壤中有机肥施用量的重要性。农作物(尤其是烟草)收获之后的休闲期，上季作物残留物富含有机质，农田土壤有机磷含量大幅上升，导致地下水TP含量的激增，证实了有机磷较其他形态P素更易于淋失。 2.抚仙湖流域典型农田区地下水N污染以NO<,3><'->-N为主，占TN含量的40％～60％，NO<,3><'->-N浓度周年变化规律为：不管是水田还是旱地，都是雨季较高，尤其是降雨初期，旱季相对较低。久旱之后的第一场雨，降雨入渗导致地下水NO<,3><'->-N浓度的上升幅度最大。该农田区地下水中NO<,3><'->-N含量在Ⅰ～Ⅱ类(GB/T14848-93)地下水质范围内变化。地下水的流动将NO<,3><'->-N带入抚仙湖，必须提前采取预防措施，防止湖泊受地下水N的污染。 3.整个监测期内，典型农田径流区河流——梁王河的TN平均浓度达3.98 mg·L<'-1>，劣于V类水质(GB3838-2002，下同)，最高值达23.92 mg·L<'-1>，超出V类水质标准11倍，其中以无机氮(NO<,3><'->-N、NH<,4><'+>-N)为主，占TN含量61.3％；TP平均浓度为0.10 mg·L<'-1>，为II类水质，其中PO<,4><'3->-P占TP含量的55.1％。 4.梁王河水质受流域耕作制度的影响显著，休闲期和种植初期，地表植被覆盖度低，大水漫灌泡田的回流水量和降雨径流量相对较大，大量农田养分随水进入地表水体，导致较重的污染，且污染物浓度波动剧烈；后期随着覆盖度的增加和作物对养分的吸收利用，梁王河水质趋于稳定。可见，种植初期是控制农田养分流失的关键时期。施肥对梁王河水质存在一定的影响，尤其是施肥后立即进行大水灌溉或遇到强降雨，将会导致梁王河营养盐浓度急剧上升。 5.梁王河水质与降雨之间存在一定的相关性，降雨初期，污染物随降雨径流大量进入河流，导致浓度增大；到了降雨的后期，河水的稀释作用开始起主导地位，从而导致污染物浓度的降低。梁王河日入湖污染负荷与径流量呈显著相关性，负荷峰与径流峰基本一致。加强雨季田间的水肥管理是防治养分流失、遏制抚仙湖水质恶化的关键。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1前言

1.1.1农业面源污染概念与特征

1.1.2农业面源污染发生机理

1.1.3农业面源污染现状

1.1.4农业N、P面源污染物及其危害

1.2农业面源污染研究进展

1.2.1模型化研究

1.2.2径流研究

1.2.3水体富营养化研究

1.2.4新技术应用

1.2.5调控与管理研究

1.3本论文的课题来源、研究内容、技术路线与意义

第二章 抚仙湖流域自然概况及水污染现状

2.1抚仙湖流域自然概况

2.1.1地理位置及地质地貌

2.1.2气候气象

2.1.3水文水系

2.1.4流域的土壤与植被

2.1.5流域社会经济和旅游资源

2.2抚仙湖污染现状及污染来源

2.2.1抚仙湖水质演化趋势

2.2.2抚仙湖入湖污染状况

2.2.3抚仙湖“纳污吐清”

2.2.4抚仙湖污染负荷主要来源

第三章 抚仙湖流域典型农田区地下水污染分析

3.1引言

3.2研究区域与方法

3.2.1研究区域概况

3.2.2实验方案与设计

3.3结果与讨论

3.3.1农业耕作与地下水水质响应关系分析

3.3.2地下水NO3--N含量动态变化与降雨量的响应关系分析

3.3.3地F水NO3--N含量与地下水埋深的回归分析

3.4小结

第四章 抚仙湖流域典型农田区地表水污染分析

4.1引言

4.2研究区域与方法

4.2.1研究区域概况

4.2.2实验设计

4.3结果与讨论

4.1降雨和梁王河径流量变化特征

4.2流域耕作与梁王河水质关系分析

4.3梁王河水质动态变化与降雨的响应关系

4.4梁王河入湖营养盐负荷估算

4.4小结

第五章 抚仙湖流域典型农田区面源污染防治对策

5.1宏观管理措施

5.1.1法律法规引导

5.1.2加强田间耕作管理

5.2工程措施

5.2.1构建生态农业

5.2.2建立人工湿地系统

第六章 结论

参考文献

作者在攻读硕士学位期间撰写与发表的论文

致谢