太湖丘陵地区农业小流域非点源污染研究

论文摘要

目前，对于太湖流域河网地区的非点源污染研究较多也较深入，但是对于山丘区的农业非点源污染关注较少。本文从实际出发，结合国家自然科学基金项目“太湖流域富营养化控制机理研究”的需要，通过实验室大型人工土槽试验和宜兴野外原位试验，研究了坡面非点源污染的产污规律和主要影响因子，并建立了坡面非点源污染负荷模型和山丘区小流域非点源污染模型，为山丘区农业非点源污染的估算和控制提供有利的科学依据。主要的结论有以下几点：(1)影响坡面非点源污染产生的主要因子有：径流量、坡度、植被覆盖情况和土壤表层污染物含量。其中植被覆盖情况和径流量为较敏感的两个因子，对坡面非点源污染的产生影响较大。(2)建立了径流中水相污染物迁移通量与土壤表层污染物含量、径流通量、坡度系数和植被覆盖率4个因子之间的定量关系。通过与土壤中非点源污染物氮素和磷素转化模型的耦合，建立坡面非点源污染氮素和磷素负荷模型，可以很好的模拟次降雨条件下土壤表层非点源污染物的损失量和表层非点源污染物的浓度变化，模拟误差在20％以内。(3)室内土槽试验中所建立的水文模型和泥沙侵蚀模型，经过土槽试验率定参数，并在宜兴野外原位试验中得到了验证。水文模型和泥沙侵蚀模型精度较高，由于具有物理意义较适合应用在缺乏长期观测资料的小流域上。(4)通过对小流域坡面非点源污染输出过程的研究，建立整个小流域非点源污染模型。模型能较好的模拟小流域出口径流量和各水相非点源污染物浓度过程，为预测单次降雨非点源污染输出过程和输出量提供了很好的计算工具。(5)农业非点源污染控制需要从源头控制，包括：改良化肥和农药；学习国外先进的农业生产管理经验，推广农业生产的最佳管理模式；利用有效的地形与湿地，配合当地优势植物、水生经济作物建立农业非点源污染缓冲带，吸收降解农业非点源污染。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 农业非点源污染机理研究
• 1.2.2 非点源模型研究
• 1.3 论文研究内容与技术路线
• 1.4 论文特色
• 第二章 山丘区小流域野外原位试验研究
• 2.1 实验研究区的选择
• 2.1.1 自然概况
• 2.1.2 土地利用方式
• 2.2 试验研究的目的和意义
• 2.3 实验设计
• 2.3.1 径流小区具体布设
• 2.3.2 施肥情况
• 2.3.3 各径流小区概况
• 2.4 历年观测情况和数据整理计算
• 2.4.1 梅林小流域出口处采样数据
• 2.4.2 梅林小流域各径流小区采样数据
• 第三章 坡面非点源污染产污规律及模拟
• 3.1 坡面非点源污染机理
• 3.1.1 坡面产汇流过程
• 3.1.2 土壤氮、磷转化
• 3.2 坡面非点源污染流失特征及规律分析
• 3.2.1 污染物迁移通量和径流通量
• 3.2.2 各径流小区水相氮素迁移通量与影响因素的关系分析
• 3.2.3 各径流小区水相磷素迁移通量与影响因素的关系分析
• 3.3 坡面非点源产污负荷模型
• 3.3.1 非点源产污氮素负荷模刑
• 3.3.2 非点源产污磷素负荷模刑
• 3.4 小结
• 第四章 山丘区小流域非点源污染模型研究
• 4.1 次降雨条件下坡面非点源污染产流产污过程模拟
• 4.1.1 次降雨条件下各径流小区产流产沙模型及其参数率定
• 4.1.2 次降雨条件下各径流小区污染物输出过程模拟
• 4.2 山丘区小流域非点源污染模型的建立
• 4.2.1 小流域分区域
• 4.2.2 小流域各区域产流计算参数确定
• 4.2.3 小流域河道汇流计算
• 4.2.4 小流域河道水质模型计算
• 4.3 模型尺度研究
• 4.3.1 水文尺度分析的概念
• 4.3.2 小流域非点源污染模拟尺度分析
• 4.4 小结
• 第五章 山丘区小流域非点源污染控制与治理技术
• 一.化肥农药的改良使用
• 二.农业生产的最佳管理措施（BMPs）
• 三.利用天然林带、草地和湿地、人工湿地截污净化
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 模型的发展方向
• 参考文献
• 致谢