论文摘要
随着工业点源污染控制水平的逐步提高,农业面源污染对我国水环境污染的贡献越来越突出。淮河流域作为我国最早开展水污染综合治理的重点流域之一,其水污染的防治工作具有很强的典型性和代表性。在历经了三个“五年计划”的持续治淮后,尽管淮河流域排污总量已有所削减,但水污染形式依然十分严峻,水质超标现象仍很普遍。近年来淮河流域的水污染治理工作已经开始注重点源和面源的综合统筹,但由于缺乏有效的定量化研究做支撑,一定程度上制约了流域面源污染控制系统性措施的制定。本研究综合运用清华大学建立的面源污染单元评估方法和IMPULSE模型,通过开展淮河流域面源污染现状调查和相关文献的分析,对单元评估法的基本匡算系数进行了重新核定,修正了参数范围,以获得更为有效的单元匡算结果;在此基础上,应用基于IMPULSE模型所建立的淮河流域面源污染模拟系统对淮河流域面源污染的时间、空间和单元特征进行了模拟分析;同时对流域内农业土壤营养物质平衡进行分析,识别流域畜禽养殖和化肥施用的氮、磷收支情况,从而全面掌握了流域面源污染特征,识别了面源污染的主要驱动因素;最后综合运用情景分析方法和模拟工具对淮河流域面源污染控制策略进行模拟和评估,筛选并推荐合理的控制措施。研究结果表明,淮河流域平水年入河排放量总氮、总磷和COD分别为6.33、1.10和30.87万吨。农业活动主要污染单元为畜禽养殖、农用化肥、水土流失单元,次要污染单元为农田固废、农村生活和有机肥单元。河南地区面源污染的入河排放量最大,其次是安徽和江苏,山东地区最少。根据淮河流域目前的种植结构和种植水平计算,单位耕地面积上的载畜量不宜超过35~36头(猪当量)/公顷。流域耕地最大氮磷可消纳量分别为290.54 kgN/hm2.a和77.96 kgP2O5/hm2.a,耕地平均氮肥施用量满足可消纳量范围,磷肥超过可消纳量0.37倍,应重点控制磷肥的施用量。畜禽养殖是淮河流域面源污染的最主要贡献单元,但以目前的养殖规模来看,还有一定的养殖容量。通过提高规模化养殖的废水处理率和畜禽粪便还田率,可以有效的削减面源污染量,因此畜禽养殖应将污染治理和资源综合利用相结合,根据不同的畜禽养殖规模发展以沼气化为主的不同的生态养殖模式。通过计算耕地氮磷最大可消纳量,确定适宜的施肥水平和相应的化肥削减率,可以有效的削减农用化肥单元面源污染量。流域面源污染可实施分类控制和管理,对不同产污单元实行分类控制和监管,对面源污染重点区域和非重点区域实行分级划定治理,重点治理区域建设流域面源污染治理综合示范区。本研究所取得的成果,对于淮河流域开展面源污染控制工作具有实际指导意义;所形成的方法学框架,对其他流域开展流域面源污染控制决策分析具有一定的参考和借鉴意义。