泰山地区北沙河流域水系网的结构特征研究

北沙河流域是泰山山地中的主要河流之一.文章运用数理统计方法和GIS技术,建立数学模型,对北沙河流域水系网的形态以及结构特征进行了定量分析.

北大沙河流域径流变化归因分析

基于ABCD模型,提出了分离气候变化和人类活动对径流影响的分析框架,结合弹性系数法,在不同时间尺度上对北大沙河流域径流变化进行了归因分析。结果表明:从基准期(1980—1990年)到扰动期(2006—2018年),年尺度上ABCD模型和弹性系数法得到的气候变化导致径流的增加量分别为43.0 mm和32.0 mm,人类活动导致径流的减少量同气候变化导致的增加量相当,弹性系数法未考虑气象要素年内分配的变化,可能低估气候变化的影响;月尺度上,气候变化使径流在汛期增加了4.4~18.1 mm,非汛期增加了1.3~2.2 mm,在夏、秋两季占主导地位,人类活动使径流9月增加了11.3 mm,其他月份减少了1.9~10.1 mm,在春、冬两季占主导地位。

北京市北沙河小流域非点源氮、磷负荷估算与源解析

选取北京市北沙河小流域为研究对象,将非点源污染物分为溶解态和吸附态2类,采用降水径流模型〔径流曲线数模型(SCS-CN)〕、土壤侵蚀模型〔修订的通用土壤流失方程(RUSLE)〕和污染物输出负荷模型,对北沙河小流域非点源氮、磷负荷进行估算,探讨不同土地利用类型产生的氮、磷负荷的空间分布特征。结果表明:北沙河小流域非点源总氮年均负荷为0.625 t/(km^(2)·a),其中溶解态氮为0.190 t/(km^(2)·a),吸附态氮为0.435 t/(km^(2)·a);总磷年均负荷为0.118 t/(km^(2)·a),其中溶解态磷为0.011 t/(km^(2)·a),吸附态磷为0.107 t/(km^(2)·a)。总氮年均负荷较高的3种土地利用类型为农村用地〔0.855 t/(km^(2)·a)〕、林地〔0.713 t/(km^(2)·a)〕和未利用地〔0.619 t/(km^(2)·a)〕;总磷年均负荷较高的3种土地利用类型为草地〔0.238 t/(km^(2)·a)〕、林地〔0.126 t/(km^(2)·a)〕和未利用地〔0.115 t/(km^(2)·a)〕。北沙河小流域氮、磷流失主要以吸附态为主,因此应重点控制流域的土壤侵蚀和水土流失,降低吸附态氮、磷负荷。

北沙河上游流域氮、磷污染风险空间分布特征解析

非点源污染是全球水环境污染治理面临的严峻挑战之一,氮(N)、磷(P)污染是非点源污染重要的组成部分,解析N、P污染风险空间分布特征是非点源污染治理的关键.本研究以北沙河上游流域为例,采用输出系数法综合估算区域不同土地利用类型、畜禽养殖和居民生活的N、P污染负荷,将其视为污染源因子指标以替代潜在非点源污染指数(Potential Non-point Pollution Indicator,PNPI)模型中的土地利用指标,利用改进后的PNPI模型解析该流域N、P污染风险空间分布特征.结果表明:①研究区N、P污染风险皆呈东南部居民区高、西北部山区低的空间分布特征;②P污染主要源自居民生活,N污染主要源自土地利用输出,各土地利用类型中耕地输出的N、P污染量最多;③N、P污染极低风险区面积占比最大,面积占比分别为59%和56%,极高风险区面积占比最小,分别为5%和3%.研究结果有望为北沙河上游流域非点源N、P污染防治提供依据,为流域综合治理提供参考.