非点源污染物在多水塘系统中的流失特征研究

采用现场布点采样及室内分析方法,以位于巢湖流域的一个子流域——鲍家塘流域为例,研究了传统灌溉系统——多水塘系统对农业流域非点源污染TN,NO3--N和NH4+-N等的产生、运移过程的影响,以及流域不同土地利用类型在非点源污染物产生、运移过程中的生态功能。结果表明,流域输出的氮素主要以NO3--N,NH4+-N为主,在不同景观具有显著性差异;施肥水田是流域最主要的“源”景观,在降雨径流过程大量输出养分和悬浮物;水塘、荒地、没有施肥水田持留养分和悬浮物,是流域非点源污染物的“汇”景观;多水塘系统的沟渠是污染物的主要运移通道。鲍家塘子流域中农田-渠道-水塘系统影响非点源污染物的产生、运移过程,同时多水塘系统截留降雨径流,减少流域非点源污染物的输出。

多水塘系统调控农业非点源污染研究综述

多水塘系统由水塘及其出、入流系统组成。在综述多水塘系统调控农业非点源污染的生态水文功能及净化机制研究的基础上,根据生态水文过程和景观生态学原理,从生态水文格局构建、景观格局优化、生态管理等三方面提出了多水塘系统的生态构建与长效管理技术。利用水塘系统控制非点源污染,能有效截留和净化流域内非点源污染物,是有效的非点源污染控制措施。

农村多水塘系统水环境过程研究进展

农村多水塘系统由于其不可替代的水资源蓄积和营养物去除功能,广泛分布于我国东部和南部地区。在分析多水塘系统水环境过程研究进展的基础上,指出了目前多水塘系统水环境过程研究中的不足及未来发展趋势。关于多水塘系统的研究主要从两个尺度展开,分别是生态系统尺度和景观尺度。(1)基于生态系统尺度的多水塘系统水环境过程研究主要表现在两方面。首先,多水塘系统在改变区域水文情势上发挥着重大作用。多水塘系统能有效降低流速,且增加地表径流的滞留时间;其次是对多水塘系统水质的研究,主要包括水塘对污染物截留降解能力的研究、水塘底泥和水体之间营养物形态转化和输移机制的研究。(2)基于景观尺度的多水塘系统水环境过程模型研究主要包括构建经验模型和机制模型两方面。经验模型主要是利用统计分析方法分析景观格局与水环境之间关系;适用于农村多水塘系统的水环境机制模型主要包括国外的SWAT、HSPF、DRAINWAT和TOPMODEL模型。农村多水塘系统的研究可以为建设生态新农村提供科学依据。

农村多水塘系统中污染物来源评价——以陈集镇为例

由于南方多水塘系统的农村景观结构分布广泛,合理利用这样的系统对农村面源污染的控制具有非常重要的意义,那么定量分析水塘污染物的来源及其分布特征是完善和管理多水塘系统的基础.本文从经济和环境协调发展的角度出发,选择经济正在迅速发展的陈集镇作为研究对象,采用GIS技术进行空间分析,运用样点试验采集点状数据研究区域内水塘污染物来源及分布特征.结果表明:水塘中的污染物来源主要包括乡镇企业、水田、居民地和其他用地,其中受水田影响的水塘占总水塘数的60%;受工业污染和农业污染影响的水塘的水质污染指数已经超出了农业用水的警戒水平.因此,对多水塘系统的管理和完善要有针对性.

多水塘系统:控制面源磷污染的可持续方法

农业区域的面源污染是引起湖泊富营养化的主要原因之一。多水塘系统是用于灌溉的中国古代发明,它由许多沟塘组成,星罗棋布地分布在农田中。我们通过在巢湖六叉河小流域的长期试验研究,发现用多水塘系统能够有效地控制面源污染。多水塘系统能够显著地降低径流速度,具有贮存暴雨径流,减少水、悬浮物和磷元素输出的强大功能。在面积为691.6hm^2的六叉河小流域,多水塘系统平均每年可截留固体悬浮物和磷分别达14.38×10~6kg和7016kg。其中,灌溉是磷循环和去除的有效途径。采用多水塘系统使宝贵的养分资源循环利用,能减少湖泊的磷氮负荷,是控制面源污染的可持续方法。

六岔河流域多水塘-沟渠系统中土壤养分空间变异特征研究

借助地理信息系统,利用地统计学中的半变量变异函数研究了巢湖北岸六岔河流域多水塘-沟渠系统中的土壤养分空间变异特征。研究结果表明:土壤中有机物(OM)、总氮(TN)、总磷(TP)、氨态氮(NH4-N)、硝态氮(NO3-N)的空间变异函数理论模型均符合球状模型,总磷、氨态氮、有机物空间异质性中的结构性变异大于随机变异;总氮、硝态氮的结构性变异小于随机变异。有机物、总氮、总磷、氨态氮、硝态氮等空间自相关范围具有明显的差异性,变化范围为123.9～517.36m,呈现出氨态氮>硝态氮>总氮>有机物>总磷,变化范围相差4倍左右,上述差异主要与养分特性、土地利用以及多水塘-沟渠系统景观等因素关系密切。

农村多水塘系统景观结构对非点源污染中氮截留效应的影响

多水塘系统在滞留和降解农业面源污染中发挥着巨大作用.不同景观结构特征的多水塘系统对农业面源污染的截留率也存在差异.本文针对多水塘系统的功能及特点,选择4个不同景观结构的小流域作为研究区域,分析降雨前后多水塘系统水环境的变化特征及其对氮元素的截留情况,并揭示其截留率与水塘系统景观结构之间的关系.结果表明:(1)雨前水塘水体中总氮(TN)浓度的变化范围在1. 32～6. 32 mg·L^(-1)之间,雨后TN质量浓度增加到2. 8～16. 99 mg·L^(-1)之间,其中,硝氮(NO_3^--N)占TN的质量分数为20%～74%;(2)多水塘系统对TN、NO_3^--N和氨氮(NH_4^+-N)的平均截留率分别为50. 09%、48. 71%和52. 75%;(3)小流域1中的水塘系统对氮的截留率最低,平均次降水过程中小流域2中的水塘系统对氮的截留量最低,仅为56. 10kg,远低于小流域4中水塘系统对氮的截留量324. 43kg;(4)多水塘系统对氮的截留率受到水塘个数、面积及水塘与水塘之间沟渠密度的影响,其中沟渠密度对氮截留率的影响最大.本研究结果可为农村多水塘系统的管理及规划提供科学依据.

多水塘湿地系统中水生植被恢复及其对面源污染的截留作用

多水塘湿地系统是我国特有的农业微景观结构,通过对巢湖六叉河小流域多水塘水生植被群落的组成和生物量及其对面源污染的截留作用进行研究,结果表明多水塘湿地系统内共有8种水生植被、5个优势群落,水生植被分布面积占多水塘系统总面积的12.6%;水生植被对氮磷面源污染负荷的截留率分别为12.0%和6.7%.

农村水塘对地块氮磷流失的截留作用研究

农村多水塘系统对地块氮磷流失具有很大截留作用。在安徽巢湖中庙附近一农业小流域的实验结果为：1994～1995年间水的截留比例是85．5％，总氮和总磷的截留比例分别达到980％和96．0％，这表明保护水平衡的水塘有益于营养盐在陆地生态系统中的截留和有助于减少农业非点源污染。因而农村水塘以其低成本的建造和维护使之成为控制非点源污染的一种方法。

农业流域中不同类型水塘沉积物磷素状态及其环境意义

通过对安徽巢湖六叉河小流域的多水塘系统进行采样和分析,测定了流域中不同类型水塘沉积物磷素赋存形态与分布特征,并对其环境意义进行了探讨.研究表明,水塘周边土地利用对沉积物磷含量具有重要影响,水塘沉积物全磷(TP)含量在286.3—651.3 mg·kg-1之间,村塘TP含量显著高于其他类型水塘,基本表现为村塘>河塘>山塘≈旱塘≈田塘;在TP中,铁铝结合态磷(Fe/Al-P i)和惰性磷(Residual P o)占主要地位(Fe/Al-P i,44.28%;Residual P o,37.74%),钙镁结合态磷(Ca/Mg-P i)和活性有机磷(Hu/Fu acids-P o)比例相对较小(Ca/Mg-P i,8.50%;Hu/Fu acids-P o,9.37%),易解吸磷(Exch-P i)所占比例最小,各水塘均不到0.20%;TP中的活性组分如Exch-P i、Fe/Al-P i、Hu/Fu acids-P o以及有效磷(Olsen P)、草酸浸提态磷(Ox-P i)等同TP均具有显著的正相关性(P<0.01),其他组分如Ca/Mg-P i和Residual P o与TP相关性不显著,水塘沉积物活性磷组分主要受控于外源输入,在水塘沉积物富磷化的同时,沉积物磷素的流失风险和潜在的生物可利用性均显著提高,因此在多水塘系统中,对水塘尤其是村塘的及时挖掘和疏浚是非常重要的.

南方饮用水塘库富营养化防治技术综述

南方的许多饮用水水库和水塘有一定程度的富营养化。为有效保障饮用水安全,需为这些水库和山塘制定长期的系统性防治方案。分析南方饮用水塘库藻类生长的限制性营养物,对来水营养物控制浓度的确定办法提出建议,对主要污染源的判定方法进行汇总。重点对内源(底泥污染释放)、农业面源污染和藻类治理的各项技术的适用性进行分析,对其主要技术参数进行总结。

人工湿地集成工程的水质水生态效应研究

为了定量研究人工湿地集成工程的水质水生态作用,以深圳市洪湖公园人工湿地集成工程为例,系统监测了2006-2014年的人工湿地进出水水质、湖泊水质,以及湖泊水生生物状况,结果表明:人工湿地工程出水水质较好,除NH3-N外,主要水质指标均可以达到地表水Ⅲ类标准;人工湿地出水经过洪湖公园内的多水塘系统、水生植物系统后,水质得到进一步的改善,浮游植物种类呈现下降的趋势,浮游动物和底栖动物物种数明显增加、结构呈现复杂化趋势;湖体内水生生物多样性指数呈现一定的时间差异性和空间差异性。