植被过滤带对非点源污染物的净化效果及机理分析

摘要

随着点源污染控制技术的日渐成熟，非点源污染已成为水环境污染的重要来源。控制非点源污染的措施有许多种，其中植被过滤带是一种廉价实用的生态工程措施，它不仅能有效拦截径流，并且能削减径流中的非点源污染物。在眉县野外试验基地，进行了多组次径流模拟试验，分析了不同植被覆盖条件、不同入流流量、不同土壤初始含水率和不同入流污染物浓度条件下植被过滤带对径流中非点源污染物的净化效果，探讨了植被过滤带对径流中污染物的净化机理，并运用VFSMOD模型模拟植被过滤带对泥沙的拦截效果。主要成果如下:
　　(1)在植被过滤带的作用下，径流中粗颗粒泥沙浓度的沿程变化趋势是减小的;植被过滤带对粒径为250.00～1000.00μm的泥沙具有良好的拦截效果，对该粒径范围内的泥沙拦截主要发生在过滤带前3.8m;泥沙浓度与中值粒径之间呈二次函数关系，径流中的泥沙沿程逐渐细化;植被过滤带对中值粒径较大的泥沙具有较好的拦截效果。
　　(2)经试验发现，各植被过滤带对径流中细颗粒泥沙和高效氯氟氰菊酯具有较好的削减效果，对两种污染物浓度的削减率分别达到80.3％和47.15％以上，污染负荷的削减率分别达到85.59％和63.56％以上;植被过滤带对径流中非点源污染物的净化效果主要受植被覆盖条件、入流流量、入流污染物浓度和土壤初始含水率的影响，其中入流流量的变化对沙棘-灌草混合植被过滤带的净化效果的影响较为显著，而初始含水率的变化对草本植被过滤带的净化效果的影响也较为显著。
　　(3)在植被过滤带长度相同的条件下，植被覆盖度越高，生物量越大，对径流中的污染物具有较好的净化效果;植被过滤带对径流的截留率与细颗粒泥沙浓度的削减率之间呈现线性相关关系;植被过滤带对径流中高效氯氟氰菊酯浓度的削减率与径流拦截率和沿程距离均呈现对数相关关系。
　　(4)运用VFSMOD模型进行模拟植被过滤带对泥沙的拦截效果，发现对泥沙拦截率的模拟精度较高，模型模拟值与实测计算值吻合较好。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 植被过滤带研究进展

1．2．1 植被过滤带的提出

1．2．2 国内外研究进展

1．3 研究目的和意义

1．4 研究内容、方法和技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 研究方法

1．4．3 技术路线

第二章 植被过滤带野外试验设计和测定方法

2．1 植被过滤带野外试验设计

2．1．1 试验区概况

2．1．2 植被过滤带设计概况

2．2 试验方案

2．3 样品处理方法

2．3．1 土壤初始含水率分析方法

2．3．2 水样和沙样粒径分析方法

第三章 试验结果与分析

3．1 植被过滤带对地表径流的截留效果

3．2 植被过滤带对地表径流的悬浮颗粒物的拦截效果

3．2．1 植被过滤带对粗颗粒泥沙的拦截效果

3．2．2 植被过滤带对细颗粒泥沙的拦截效果

3．3 植被过滤带对径流中高效氯氟氰菊酯的削减效果

3．3．1 不同入流流量条件下对径流中高效氯氟氰菊酯的削减效果

3．3．2 不同入流浓度条件下对径流中高效氯氟氰菊酯的削减效果

3．3．3 不同初始含水率条件下对径流中高效氯氟氰菊酯的削减效果

3．3．4 径流拦截率与农药削减率之间的关系

3．3．5 植被过滤带最佳长度的确定

第四章 植被过滤带对非点源污染物的净化机理

4．1 植被过滤带系统中的农药质量平衡

4．2 残留农药的降解过程

第五章 植被过滤带对泥沙拦截效果的模拟

5．1 VFSMOD模型介绍

5．1．1 水文子模型

5．1．2 泥沙输移子模型

5．2 VFSMOD模型模拟植被过滤带的拦沙效果

5．2．1 VFSMOD模型参数的确定

5．2．2 模拟结果与分析

5．2．3 植被过滤带的工程措施

第六章 结论与建议

6．1 结论

6．2 建议

参考文献

攻读硕士学位期间取得的科研成果

致谢