福州第二水源山仔水库降雨径流磷污染规律研究

论文摘要

山仔水库是福州市第二饮用水源,但富营养化问题多年来尚未得到有效根治,前期研究结果表明农业非点源污染是水库富营养化的主要原因之一,而磷浓度是水体富营养化的限制性因素。本研究在考察山仔水库周边地区主要土地利用现状基础上,选择了小沧乡七里村的三种典型的实验样地,采用调查分析与实测研究相结合、野外监测与室内实验相结合、实测分析与模型模拟相结合的技术路线,探讨降雨径流产流特征和磷流失规律,并应用AnnAGNPS模型估算磷污染负荷,进而针对性地提出降雨径流磷污染控制对策。结果表明:（1）降雨过程产流特征:径流量的峰值滞后于降雨量的峰值10-30min;径流量峰值滞后的时间与降雨强度呈负相关关系;降雨过程径流量基本表现为松竹林＞水稻田＞地瓜地。（2）降雨前后表层土壤的磷流失特征:全磷和速效磷的流失程度表现为地瓜地＞水稻田＞竹林;速效磷占全磷的比例与土壤的含水率呈较显著正相关关系。（3）降雨径流磷输出特征:总磷浓度的峰值一般与径流量的峰值同时出现;径流中的磷主要是以颗粒态形态输出;径流的磷浓度普遍具有地瓜地＞水稻田＞松竹林的规律。（4）松竹林、水稻田和地瓜地的总磷输出负荷与径流量之间都存在多项式相关关系,其相关系数分别为0.9982、0.9978、0.9984。（5）AnnAGNPS模型可以较好地模拟降雨条件下山仔水库的磷污染负荷;应用该模型估算了水库1996～2004年磷负荷,1997年总磷和可溶性磷负荷最大,2003年总磷和可溶性磷的输出量最小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 中文文摘
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 降雨径流磷污染机理的研究进展
• 1.2.1 降雨径流磷污染机理的研究内容和方法
• 1.2.2 降雨径流过程产汇流规律和特征的研究
• 1.2.3 降雨径流过程磷流失特征研究
• 1.2.4 降雨径流量和磷输出负荷关系研究
• 1.3 降雨径流磷污染模型的研究进展
• 1.3.1 USLE模型
• 1.3.2 CREAMS模型
• 1.3.3 WEPP模型
• 1.3.4 AGNPS模型
• 1.3.5 SWAT模型
• 1.4 降雨径流磷污染研究的主要问题和展望
• 1.4.1 目前研究中存在的问题
• 1.4.2 未来研究的方向
• 1.5 本课题的研究内容、技术路线和主要创新点
• 1.5.1 课题的研究内容
• 1.5.2 课题的研究技术路线
• 1.5.3 主要创新点
• 第2章 山仔水库环境概况和研究现状
• 2.1 自然生态环境概况
• 2.1.1 地理位置和地质地貌
• 2.1.2 气候条件和水文特征
• 2.1.3 土壤和植被
• 2.1.4 水质概况
• 2.2 社会环境概况
• 2.2.1 行政区划和人口分布
• 2.2.2 经济、文化现状
• 2.3 山仔水库富营养化研究现状
• 2.3.1 野外采样实测研究
• 2.3.2 模型模拟研究
• 2.3.3 生态评价研究
• 2.3.4 流域规划和综合整治研究
• 2.4 本课题研究小区和野外试验样地的选择
• 第3章 山仔水库次降雨径流过程磷污染特征研究
• 3.1 前言
• 3.2 研究方法
• 3.2.1 采样点布设
• 3.2.2 样品采集和径流量监测
• 3.2.3 样品分析
• 3.3 次降雨过程磷流失特征
• 3.3.1 次降雨过程产流特征
• 3.3.2 次降雨前后土壤中磷浓度变化特征
• 3.3.3 次降雨径流磷浓度变化特征
• 3.4 径流量与地表径流磷污染负荷相关性分析
• 3.5 小结
• 第4章 AnnAGNPS模型在山仔水库降雨径流磷污染的模拟研究
• 4.1 前言
• 4.2 AnnAGNPS模型介绍
• 4.2.1 AnnAGNPS模型简介
• 4.2.2 AnnAGNPS模型结构
• 4.2.3 AnnAGNPS模型机理
• 4.3 研究小区AnnAGNPS模拟数据库的建立和分析
• 4.3.1 模型参数的确定
• 4.3.2 模拟结果的输出
• 4.4 模型验证
• 4.4.1 径流量模拟验证
• 4.4.2 磷输出负荷模拟验证
• 4.5 应用AnnAGNPS模型估算山仔水库降雨径流磷污染负荷
• 4.5.1 山仔水库多年磷负荷模拟
• 4.5.2 结果与讨论
• 4.6 小结
• 第5章 山仔水库降雨径流磷污染的防控管理
• 5.1 前言
• 5.2 山仔水库降雨径流磷污染来源和特征
• 5.2.1 山仔水库降雨径流磷污染来源
• 5.2.2 山仔水库降雨径流磷污染特征
• 5.3 山仔水库降雨径流磷污染的防控措施
• 5.4 小结
• 结论
• 附录
• 参考文献
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 个人简历