不同降雨强度对农田土壤氮素淋失的影响及LEACHM模型验证

云南抚仙湖北岸农田平原区地下水埋深较浅,约0.6m,农田土壤氮素的淋失易对地下水和湖泊造成污染。采自抚仙湖北岸典型农田-蔬菜地土壤,应用3组不同降雨强度作用下室内土柱实验方法,通过测定土壤中铵态氮、硝态氮的含量以及渗漏液流量及其氮素浓度来探讨氮在土壤中的淋失规律。选用土壤营养物淋失模型(LEACHM模型),模拟了实验条件下水分运移和铵态氮、硝态氮浓度变化过程,并对实验数据作了拟合分析。结果表明,在不出现地表径流的情况下,降雨强度越大,水分下渗速率、铵态氮和硝态氮淋失速率也越快,总氮的淋失量也越大。实验中渗漏液铵态氮、硝态氮含量分别达10和120mg·L-1,说明地下径流是营养盐损失的途径之一,硝态氮是氮素淋失的主要形态。营养盐淋失是地下水氮素污染的原因之一。模拟结果与实验数据较为吻合,表明该模型适用于研究区农田氮素淋失的模拟,为评估氮素淋失提供有效工具,同时也为现场模拟工作提供研究基础。

抚仙湖流域典型农田区地下水硝态氮污染及其影响因素

对抚仙湖流域典型农田区地下水NO3--N含量进行了近一年的连续测定,探讨了该农田区浅层地下水NO3--N污染状况及影响因素。数据分析表明,雨季地下水NO3--N污染较为严重,旱季相对较轻,雨季前的灌溉对地下水中NO3--N浓度影响显著。稻田地下水NO3--N浓度明显高于烟草田,尤其是砂质稻田,最高浓度达12.55mg·L-1。施用烟草专用复合肥的烟草田和采用少量多次液态施肥的豌豆田,地下水中NO3--N浓度都比较低。适量施用有机肥的砂田地下水中NO3--N平均浓度最低,在0.02～2.00mg·L-1范围内变化。观测数据还显示,研究区地下水NO3--N浓度与地下水位埋深之间没有明显的相关性。

抚仙湖梁王河流域农业耕作与流域水质响应关系研究

以抚仙湖北岸梁王河流域为研究对象,选取流域中2种典型耕作方式水稻-小麦(R-W)轮作和烤烟-豌豆(T-P)轮作的农田.通过对农田地下水和梁王河水的同步观测及农田耕作情况的调查,发现移栽、施底肥、追肥及排水等耕作措施使地下水中TP、PO43--P、TN、NO3--N和NH4+-N含量在短时间尺度内有明显升高.农田作物在不同生育期对养分的吸收规律与地下水中的TP、PO43--P、TN、NO3--N和NH4+-N含量在长时间尺度上响应关系明显,作物处于对相应养分吸收高峰期时地下水中该养分含量就会明显降低,反之则会升高.梁王河水TP和PO43--P的含量在流域农田全处于耕作期时要比流域部分农田处于休闲期分别低5.8%和21.7%,而TN、NH4+-N及NO3--N含量在流域农田全处于耕作期要比流域部分农田处于休闲期分别高11.5%、242.6%和9.55%.

抚仙湖水体NP变化及其非点源污染特征

通过调查抚仙湖1981—2005年水体N、P变化,以及监测该流域33条主要入湖河道水体N、P的输入情况,从而揭示抚仙湖水体N、P变化规律及该流域非点源污染主要特征。结果表明,近20多年来,抚仙湖水体N素水平增长迅速而P素水平稳定,2001—2005年表层水体TN∶TP平均值达到33.06,P素成为抚仙湖水体藻类生长的主要限制因子之一。2005年,抚仙湖33条主要入湖河道TN和TP输入量分别为528.3t和70.7t,抚仙湖北部澄江县已成为非点源污染源最为严重区域,化肥的过量施用和畜禽养殖规模的过快发展已成为该流域非点源污染的主要原因。

云南抚仙湖流域磷化工对农田土壤和农作物的影响

通过对云南抚仙湖流域磷化工厂附近农田和区域内地表径流污染物含量进行调查分析,结果表明距磷化工厂越近,农田灌溉水、土壤、农作物中污染物含量越高。磷化工生产排放的废水和废渣淋溶废水严重污染了附近农田灌溉水,从而造成农田土壤氟、磷积累,最高分别超过对照农田土壤氟、磷含量35和37倍。相关分析结果表明农作物茎、叶蓄积的高浓度氟、磷主要来源于受磷化工排放废水和废渣污染的农田土壤。

表流湖滨湿地磷素汇-源功能研究

对抚仙湖马料河湖滨湿地基质进行了室内静态模拟,计算了基质-水界面磷平衡浓度(EPC0),确定湿地基质是充当溶解性活性磷(SRP)的源项或是汇项功能.此外,结合野外监测试验,即在静态实验期间对湿地进出口处水体的SRP浓度及流量进行了连续测定,对静态实验结果进行了验证.野外监测结果表明,基质是作为SRP源项还是汇项,在很大程度上取决于进水流量及进水磷浓度.在暴雨情况下,由于雨水的稀释作用,出水SRP浓度低于进水浓度;当进水量较小时,则取决于进水SRP浓度.进水SRP浓度高于磷平衡浓度,即作为汇项;进水SRP浓度低于磷平衡浓度,即作为源项.用一个简单的模型预测了基质-水界面系统的相互作用及SRP转换过程.该模型中假设基质表层以上10cm为水-土界面层,SRP释放或吸附均在这个边界层进行.预测结果表明,基质-水完全混合时,基质无论是吸附或释放磷速率都很大,大部分SRP通量迁移转换都在1h之内完成;界面系统基质磷释放/吸附主要受控于基质-水界面处EPC0和上覆水SRP浓度梯度.

抚仙湖生态环境中无尾两栖动物的资源与利用

2008年3～7月对云南抚仙湖生态环境中的无尾两栖类资源进行了调查。结果表明：有无尾两栖类10个种，隶属于1目4科7属，但是分布狭窄，部分种类数量少。结合无尾两栖类的生态功能和作为指示生物的优越性特点，提出了加强其生活环境和物种多样性保护以及合理利用无尾两栖类动物对抚仙湖生态环境进行监测的建议。

湖泊集水域地表—地下径流联合模拟

研制了流域尺度的地表-地下径流联合模拟的分布式水文模型。模型考虑了地表径流、土壤水、地下水之间的相互作用和水量交换,更真实地模拟径流系统。特别是,考虑了湖泊-流域系统的特点,例如,多条入湖河流、直接入湖的坡面水流和地下入湖径流等,使模型比现有水文模型更适合于湖泊集水域径流系统的模拟。模型在云南抚仙湖集水域作了初步应用研究,模拟结果与河道径流、土壤含水量和地下水位等观测数据的比较显示,模型模拟效果理想。此外,模拟结果与SCS模型结果的对比分析,进一步验证了模型的有效性。该模型可用于研究湖泊与流域的相互作用、模拟流域水文过程对自然条件改变或人类活动的响应、探究地表径流-地下水-湖泊之间的相互作用。模型也可用作湖泊-流域系统水量平衡分析和水资源管理的有效计算工具。

抚仙湖集水域径流过程的观测与模拟

抚仙湖集水域的径流过程包括河道径流、坡面散流和地下径流,各径流间发生水量交换,且同时向湖泊输送污染物。针对这一特点,提出以整体水文过程思路建立径流及物质输移模型,以完整统一的模型模拟整个集水域的径流过程及污染物入湖路径。模拟方法考虑各径流之间的水量交换,能定量区分各径流量及各径流分别向湖泊输送的物质数量,可望深层次地揭示湖泊集水域的径流系统及物质输移路径。设计了相应的野外观测方案,对各径流及降雨量作同步连续观测。观测数据显示,该集水域降雨强度分布不均匀;河道径流量与降雨相关性强,表现出暴涨暴落的特点,反映了山区河道径流特征;北岸农田区地下水埋深较浅,表层土体松散,接受良好的降雨补给。这些成果为观测方案的进一步细化和模型建设提供了可靠的依据。

抚仙湖代村河流域磷矿开采迹地磷入湖负荷量调查研究

[目的]为了研究抚仙湖流域废弃磷矿区通过地表径流输移进入湖泊的磷污染负荷量。[方法]对废弃磷矿所处的代村河小流域布设监控点,进行废弃磷矿来源污染物通量周年观测和降雨径流过程加密观测,建立了代村河小流域磷矿污染物流失量、地表径流量与日降雨量关系式。[结果]估算得到磷矿废弃地产生的污染物通过代村河小流域输移总磷和磷酸盐分别为5.6和3.47 t/a;周年观测结果表明废弃磷矿产生的污染物主要通过降雨淋溶形成的地表径流向外界传输,降雨期间入湖河流水质TP浓度是非雨期间的20～80倍。[结论]废弃磷矿流失的磷是抚仙湖持久性磷污染源,必须对废弃磷矿开采区实施生态修复,减少磷释放及入湖负荷量,遏制湖泊富营养化进程。

抚仙湖流域生态系统结构与功能分析

从湖泊地质结构、湖泊水文、湖泊生态系统的不稳定性、湖泊水环境承载能力特征进行了分析,结果表明:抚仙湖的生态系统不稳定,水环境的承载能力有限,湖水补给水量较小,水资源消耗量大。湖泊的功能是由各种资源相互作用而维系的,直观的资源过度利用造成对其功能的危害。全面实施抚仙湖保护,成为关系玉溪市社会经济可持续发展的头等重大问题。必须实现湖泊资源利用和经济的可持续发展,保护湖泊的生态服务功能,确保湖泊的生态安全。

抚仙湖生态服务功能调查与评估

对抚仙湖生态服务功能进行了一对一的相关专业技术人员问卷调查,目的是了解专家对抚仙湖目前生态服务功能的评价,以便对抚仙湖生态服务功能实施合理的保护与利用。调查结果显示:抚仙湖生态服务功能权重指数以饮用水功能最高,其他水产品、休闲娱乐功能决不能有损于饮用水功能;抚仙湖目前还保持优美的自然生态系,是人类开发高档休闲旅游的胜地,已是直接或间接影响水体生态系统变化的隐患;抚仙湖自然湖滨带已消失,大型水生植物覆盖率很低,所以抚仙湖生态服务功能很高,但很脆弱。

抚仙湖流域主要生态安全问题识别

对抚仙湖的水质污染、水环境安全、生物多样性环境安全、湖泊湿地与环境安全、水资源4方面进行了安全问题识别,在此基础上开展抚仙湖生态资源环境安全问题识别,包括农业耕作土污染的环境安全问题、土壤侵蚀(水土流失)环境安全问题。结果表明:抚仙湖的生态安全面临一定的威胁,必须采取有效措施,切实解决生态环境问题,维护湖泊生态安全。

GPS RTK测量中4参数和7参数应用的探讨

通过云南玉溪抚仙湖控制测量和水下数字化地形测量项目的实施,对GPS的RTK模式测量中4参数和7参数的应用进行了探讨,对这两种参数法的优缺点进行了分析和验证。

抚仙湖富营养化与入湖河水处理研究

在探讨了抚仙湖富营养化治理思路和综述了湖泊富营养化治理研究现状的基础上,对入湖河道治理工艺进行了研究,认为复合型湿地工艺较为适应入湖河水的处理。

抚仙湖水环境地理信息系统的设计

以抚仙湖水环境地理信息系统为例,论述了GIS技术在水环境保护方面的具体应用,着重对系统的总体设计、系统的功能模块、系统的数据库设计以及系统建立的技术策略进行了详细的描述与论证。说明了利用GIS技术对湖泊环境管理工作带来的巨大便利。系统的建立对保护抚仙湖湖区环境,促进沿湖周边县市乃至整个云南省的经济发展都具有重要的现实意义。

抚仙湖面源污染特征及其防治对策

根据抚仙湖径流区污染物负荷量的调查结果,抚仙湖水污染特征以面源为主,面源入湖水量占98%,TP占81.4%,TN占85.9%,因此控制面源是保护抚仙湖的关键。提出了防治抚仙湖面源污染的生态治理及工程治理对策。

玉溪市抚仙湖人工沙滩建设条件初步分析

抚仙湖云南省开展夏泳的理想场所 ,但因湖盆坡陡水深 ,缺乏优良天然沙滩。本文在抚仙湖分区基础上 ,阐述了湖泊现代沉积相 ,据此对抚仙湖人工沙滩建设条件进行了分析 。

抚仙湖流域土壤侵蚀遥感监测

为了有效保护抚仙湖流域生态环境安全,推进其可持续发展,对抚仙湖流域土壤侵蚀情况进行遥感监测研究。采用"3S"技术与野外实地调查相结合的方法,以云南省第一次全国地理国情普查成果为基础,基于通用水土流失方程(USLE)模型,估算抚仙湖流域1974—2014年的水土流失量,并探讨流域土壤侵蚀强度的时空分布及变化规律。研究发现:(1)抚仙湖流域土壤侵蚀强度在很大程度上受降雨量的影响;(2)土壤侵蚀量总体呈现出波动上升下降再上升的趋势。不同强度土壤侵蚀量的变化表明其水土流失经历了先加剧后缓解的变化过程,流域部分敏感区土壤侵蚀程度不断加剧;(3)流域水土流失的空间分布具有一致性,水土流失最严重的区域基本分布在抚仙湖的东西两岸以及南岸的部分区域。

抚仙湖径流区畜禽养殖污染防治工程实施前后污染负荷研究

通过对抚仙湖径流区畜禽养殖场的调查,选取6个养殖场为代表,研究畜禽养殖污染防治工程实施前后污染负荷情况。研究结果表明,6个生猪养殖场每年可削减COD 95.86t,BOD 93.61t,TN16.24t,TP 6.12t,NH3-N 7.80t,污染防治效果显著。