辽河流域昌图县玉米地径流污染试验研究

随着化肥施用量的增大,农田径流污染引起的非点源污染问题日益严重.为加强对非点源污染的控制,并为农田径流污染研究提供依据,选取辽河流域玉米地进行小区试验,研究其在自然降雨条件下的径流流失.试验过程中共观测到28场降雨,获得5场出流数据.结果表明,对所选试验地点(坡度5%,种植玉米),降雨量在29.2mm以上时可能产生径流,形成非点源污染;在降雨产流条件下,氮、磷次降雨平均质量浓度(珋ρEMCs)与降雨量和降雨强度没有明显相关关系,总磷的流失量与降雨量呈明显的正相关关系.计算得到此次试验中玉米地的总氮、总磷和CODcr的输出系数分别为5.46、0.57、25.79kg·hm-2·a-1.     

模拟暴雨条件下杨麦复合系统氮、磷随地表径流流失特征分析

通过模拟降雨径流实验,在1.43 mm/min暴雨条件下,研究杨麦复合系统对氮、磷流失量、径流量和泥沙侵蚀量的影响及杨麦复合系统氮、磷随地表径流的流失特征。结果表明:杨麦复合系统与普通农田相比总氮流失量减少54.9%～89.1%、总磷流失量减少68.6%～88.9%、径流量减少56.7%～70.6%、泥沙侵蚀量减少52.1%～61.5%。杨麦复合系统地表径流中TN、DN的流失浓度先迅速下降然后上升;NO3--N在产流初期浓度变化不大,产流后期浓度增大;NH4+-N、TP和PP有相同的浓度变化趋势,即在产流初期浓度达到最大值,随产流时间的延长呈下降趋势。氮主要以溶解态流失,磷主要以颗粒态流失。     

不同土壤类型对优质小麦品质及产量的影响

为了研究不同土壤类型对优质小麦品质和产量的影响,以10个不同基因型优质小麦品种（系）在5种不同土壤类型区的11个地点进行试验.结果表明,蛋白质含量表现为河潮土＞棕壤〉潮土〉砂姜黑土〉褐土,湿面筋含量和沉淀值表现为河潮土〉棕壤〉砂姜黑土〉潮土〉褐土,但变异系数相对较小,分别为5.80%、5.96%、12.06%;容重、硬度、面团形成时间、断裂时间、公差指数和评价值表现为砂姜黑土最优,褐土、棕壤次之,河潮土最差,容重、硬度变异系数较小为1.27%、6.38%,粉质参数变异较大,变异系数分别为10.08%、14.62%、16.90%、13.30%.产量表现为砂姜黑土〉潮土〉褐土〉棕壤〉河潮土,在不同土壤类型间产量、穗数和千粒重变异较大,粒数相对稳定.不同土壤类型对优质小麦品质性状、产量和产量因素有较大影响,但各性状在不同土壤类型间的变异不同.     

香根草植物篱地上-地下部分对三峡库区紫色土坡耕地氮素流失的影响

植物篱能影响坡面产流产沙过程，进而影响其携带的氮素流失，但植物篱地上及地下部分对氮素流失的影响尚不明确.通过设置1个降雨强度(60mm/h)、2个坡度(15°和25°)和3个坡面条件(裸坡对照、植物篱和仅有植物篱根系),开展人工降雨试验，分析坡面侵蚀量和径流量及其携带的硝态氮(NO^-₃-N)、氨态氮(NH⁺₄-N)和全氮(TN)含量与流失量的变化特征.结果表明：植物篱可以减少坡面侵蚀量和径流量的产生，坡面土壤氮素主要以泥沙为载体而流失；植物篱可以降低坡面径流携带的氮素含量却增加了侵蚀泥沙中氮素含量，并能够有效地减少坡面径流和泥沙所携带氮素流失量；植物篱通过地上部分和地下部分共同发挥作用减少坡面氮素流失量，其中地上部分和地下部分对减少坡面NO^-₃-N、NH⁺₄-N、TN流失量的平均贡献率分别为43.97%和56.03%、44.12%和55.88%、46.91%和53.09%.以上结果加深了香根草植物篱对坡耕地氮素流...     

生物炭/DCD对于淮河流域主要类型土壤NO_3~--N淋失的影响

针对淮河流域主要土壤类型(潮土和砂姜黑土),通过土壤中添加生物炭(Biochar)和硝化抑制剂双氰胺(DCD),研究其对土壤NO_3~--N淋失以及夏玉米产量的影响,进而为淮河流域农田氮淋失控制策略提供理论依据.研究结果表明:相比于常规施肥处理(N1),潮土试验氮肥减量25%(N0.75)、DCD和Biochar三种处理,可显著降低NO_3~--N的淋溶损失,其降低率分别为40.8%、31.5%和19.0%;砂姜黑土试验N0.75和Biochar处理可分别使NO_3~--N淋失减少16.5%和34.7%,而DCD处理对于NO_3~--N淋失没有影响.潮土和砂姜黑土N0.75处理夏玉米产量略低于N1处理,但差异均不显著,表明适当的氮肥减量在当地是可行的.综上所述,N0.75和Biochar两种处理在潮土和砂姜黑土上均可在保证夏玉米产量的同时,明显减少NO_3~--N的淋溶损失,且DCD处理在潮土上施用具有同样效果.N0.75、DCD及Biochar作为推荐的施肥措施均可应用于淮河流域典型区域,至于不同处理配合施用能否同时兼顾减少氮淋失风险及保证稳产高产的双重需求,值得进一步试验研究.     

大宁河流域非点源污染不确定性分析

以大宁河流域为研究区,利用2000-2005年巫溪水文站实测的径流量、泥沙负荷对非点源污染模型进行参数率定和验证.采用蒙特卡罗方法分析径流量、泥沙负荷、吸附态氮、溶解态氮和总磷等非点源污染的不确定性影响因素.结果表明,如果忽略模型参数的不确定性会导致流域非点源污染负荷的低估,模型输入与输出的关系是非线性的.非点源污染的不确定性具有周期性变化规律,夏秋丰水期的不确定性大,春冬枯水期的不确定性小.并且径流的不确定性较小,泥沙和营养物的不确定性较大,不确定性来源与径流过程参数和土壤属性参数有很大关系.     

基于KINEROS2对坡面径流侵蚀及总氮流失的模拟分析

坡面土壤侵蚀及养分流失是造成土地生产力下降、地表水体富营养化等环境问题的主要原因.采用物理模型对次降雨条件下坡面径流量、侵蚀量及养分流失量进行准确估算具有重要意义.本文通过不同降雨强度(20、50、75mm/h)、不同坡长(1、5、10、15、20m)下径流小区内人工模拟降雨试验,分析了坡面径流侵蚀特征及总氮(TN)流失特征,构建了估算坡面总氮流失量的经验模型,并将其嵌入基于次降雨的KINEROS2(A Kinematic Runoff and Erosion Model)模型中进行模拟验证.结果表明:降雨强度是影响坡面径流率、侵蚀率及总氮流失率的主要因素;降雨强度、坡长及其交互作用与径流量、侵蚀量之间呈多项式关系(决定系数R~20.95);坡面总氮主要以结合态的形式流失,且坡面TN流失量与径流量、侵蚀量之间呈一元线性关系(R~20.92);KINEROS2对次降雨条件下坡面径流量、侵蚀量的模拟精度较高(相对误差RE,0.03%～11.31%);嵌入坡面TN流失模型的KINEROS2对径流中TN流失量、泥沙中TN流失量及坡面TN流失量模拟效果较好(R~20.91,纳什系数NSE0.76).     

不同农地利用方式下地表径流中氮的输出特征

选取太湖流域典型小流域,通过长期观测,研究了自然降雨过程引起不同农地利用方式下的地表径流氮流失特征.坡地上玉米—油菜轮作和蔬菜种植条件下氮的流失途径主要为土壤侵蚀,两种利用方式下的土壤侵蚀和径流氮流失都大大高于竹园和板栗园.土壤侵蚀和氮流失主要发生在6~9月降雨集中分布的梅雨和台风季节.稻田水旱轮作条件下,氮主要随农田排水流失,降雨时间和施肥等农事活动的间隔长短在很大程度上决定了氮的年流失量,3次最大的流失事件中氮的流失量可达到全年氮流失的70%以上,总体上稻田水旱轮作方式下氮的径流输出低于坡地旱地.     

密云水库流域降雨径流土壤中氮磷流失规律—以石匣试验区为例

利用石匣水土保持监测试验区,分析降雨径流及土壤中氮、磷流失的规律。研究结果表明：（1）开荒及裸地最易产生径流,其中荒坡产生的泥沙中总氮含量、总磷含量最高,其次为林果地、草地,农地最低;（2）流失泥沙中氮、磷富集,磷主要以泥沙形式被迁移带走,溶解态极少;泥沙中总氮、总磷富集率为坡耕＞免耕＞等高种植;（3）大部分雨后土壤的pH值、有机质略有下降。雨后土壤主要是0．005－0．001mm及＜0．001mm粒径减少,它们可能是氮、磷流失的载体;主要为细颗粒;（4）等高种植及植物带对控制径流污染,效果极为明显;其次为免耕,应杜绝坡耕。由于氮、磷流失多以细颗粒为载体,应侧重减少细颗粒的流失。     

基于SWAT模型的渭河流域非点源氮污染分布式模拟

以渭河华县断面以上流域为研究区,应用SWAT模型对该区域的径流、泥沙及氮污染负荷的产生与输出过程进行模拟计算.利用华县站1987-1988年的实测月径流、泥沙和污染物数据进行模型的调参计算,用1989-1990年的实测月径流、泥沙和污染物数据对模型进行验证,验证结果表明模型基本合理可行,可用于渭河流域非点源污染的模拟计算.利用率定好的模型对不同典型年进行了模拟计算,根据模拟结果对该区域的径流、泥沙和氮污染负荷的时空产生与输出特点进行了分析,为流域非点源污染防治规划提供科学依据.     

洪泽湖地区麦稻两熟农田和杨树林地氮磷径流流失特征研究

【目的】氮、磷的流失已成为农业面源污染的最重要来源之一。探究和比较麦稻两熟农田以及杨树林地的降雨径流特征、径流水中氮磷流失情况,为预防地表水富营养化提供参考。【方法】在洪泽湖河湖交汇区典型农田和林地设置径流池,进行了为期1年的地表径流以及氮磷流失监测。【结果】麦田、稻田与杨树林地产生径流的最小降雨量分别为4.2、3.3、22.8 mm,随着降雨量增大,杨树林地径流量增幅远小于农田。除了麦田总氮、硝态氮、总磷和可溶性磷流失量与降雨量相关性不明显外,其余各形态氮磷元素流失量基本随降雨量的增加而增加。麦田和杨树林地处在旱地状态下,其氮素流失分别以硝态氮为主,磷素流失以颗粒态磷为主; 而稻田处在淹水条件下,氮、磷的流失分别以铵态氮和可溶性磷为主。杨树林地氮磷流失量都比农田小,全年总氮、可溶性氮、硝态氮和铵态氮总流失量分别只有农田总流失量的22.61%、23.79%、23.46%、24.59%,总磷、可溶性磷和正磷酸盐总流失量只有农田总流失量的0.81%、0.77%、0.67%。【结论】与农田相比,林地能够更好地控制径流养分流失,可以在面源污染控制中发挥重要作用。     

九龙江典型流域氮磷流失的模拟研究

农业非点源污染是水质下降与环境恶化的主要原因,对地表径流营养盐输出的定量研究有助于掌握流域内非点源污染的来源与贡献,迁移与转化规律.选择福建省九龙江上游两个典型农业流域,在GIS技术支持下,综合采用实地观测、经验参数等方法来确定模型参数,利用2002年5月至8月所有降雨事件全过程实测的水文参数、营养盐氮、磷负荷,对AGNPS(AgriculturalNon PointSourceModel)模型进行调试,使得氮、磷的模拟Nash Sutcliffe效率系数E值都在0.8以上;再利用2002年9月两场降雨全过程数据验证了模型的适用性,验证结果是氮、磷的模拟值相对误差均在7%以下,表明该模型可以较好地估算流域氮、磷输出负荷.应用验证后的模型估算了流域2002年的氮、磷流失,年负荷为总氮27.51kg·hm-2,总磷0.75kg·hm-2;同时发现氮、磷流失主要集中于7～9月暴雨和特大暴雨集中时期,该期间从流域输出的总氮、总磷分别占全年总量的95%、87%.利用AGNPS模型可以有效地估算或预测降雨过程通过径流输送到河流的营养盐,为流域水环境规划管理提供科学依据.     

苏州相城区望庭镇水稻田降雨 径流污染特征研究

为研究水稻田非点源污染降雨径流的流失规律,减少水田中氮、磷等对地表水环境的污染提供科学依据,在自然降雨条件下,开展水稻田降雨—产流—产污同步观测的非点源试验,分析了降雨强度、降雨前田面水深、农田管理等因素对水田产流、产污的影响,计算次降雨平均质量浓度(珋ρEMCs).试验结果表明:同一场次降雨不同污染物的流失规律有很大不同,不同场次降雨的珋ρEMCs差异也很大;水稻田降雨前期的田面水深是决定径流产生的一个重要影响因子,对于分析是否有径流产生和异常数据的解析有重要作用;化肥的施用以及降雨距离施肥后时间间隔是影响珋ρEMCs的重要因素;苏州望亭镇的试验点,总氮(TN)、总磷(TP)的径流输出系数分别为4.363和0.156kg·hm-2,分别占稻季施肥量的1.21%和0.35%.     

人工模拟降雨条件下PAM对紫色土养分流失的影响

聚丙烯酰胺(PAM)作为一种高分子聚合物,通过对土壤结构的改良,在降低土壤流失的同时,也对土壤中养分的保持产生着重要的作用.本文通过采用人工模拟降雨结合试验土槽等试验方法,分析了基于干施PAM、液施PAM以及液施PAM结合石灰添加剂这3种处理模式下,PAM对紫色土的坡面径流养分,侵蚀泥沙养分,以及淋溶养分这3种养分流失形式的影响,结果表明:(1)PAM 3种处理模式对坡面径流养分的影响中,采用液施PAM结合石灰添加剂的处理方式对降低径流中硝态氮、可溶性磷、钾离子浓度的效果最好,分别降低了65.2%、71.4%、68.5%,而在降低径流养分平均流失率方面也是液施PAM结合添加剂的处理方式效果最为明显;(2)在PAM对侵蚀泥沙养分流失的抑制效果中,液施PAM结合添加剂最有效地抑制流失泥沙中养分的累积效果和累积的速率并将泥沙中硝态氮、速效磷、速效钾的累积流失量降低了85.9%、98.3%以及96.5%,而3种模式对于降低泥沙养分富集率的作用从大到小依次表现为:液施PAM结合添加剂液施PAM干施PAM;(3)PAM 3种处理模式与对照组相比,都明显降低了土壤中硝态氮淋溶的深度和强度,有效抑制了硝态氮在土壤中的淋溶作用,总体上PAM的3种处理模式对紫色土养分流失的抑制效果从大到小依次为:液施PAM+添加剂液施PAM干施PAM.     

九龙江流域降雨径流污染特征研究

选取福建省九龙江流域内5个典型小流域作为研究区．在GIS技术支持下．采用现场调查与资料收集,野外监测与室内分析相结合的方法．利用2003年5～6月两场降雨事件全过程实测的水文数据、营养盐氮、磷负荷进行对比分析．得到不同土地利用类型小流域降雨径流污染特征与规律：降雨径流中污染物浓度高于非降雨期,且总氮、总磷的流失负荷主要受降雨强度、径流量大小影响,浓度变化过程与流量变化呈大致相同的趋势．溶解性污染物如氨氮．在降雨径流过程中浓度变化幅度较小．表明其溶解性所受到的水环境条件的限制可能大于流量变化对它的影响．施肥水平对污染负荷也有较大的影响．径流流失的氮素以可溶态氮为主．磷素主要以颗粒态磷为主．但以林地为主的小流域．因植被覆盖好．几乎不发生土壤侵蚀．磷素的径流流失以可溶态磷为主．     

高速公路边坡水土流失机理与养护管理研究

对重庆市梁忠高速公路填方路基边坡土壤开展室内模拟降雨试验,分析不同降雨强度和坡度条件下坡面产流和产沙的规律;结果表明:在0. 6 mm/min、0. 9 mm/min、1. 2 mm/min降雨强度条件下,起始产流时间随坡度呈减小趋势,当土体坡度一定时,起始产流时间不断减小,地表径流强度随着降雨强度的增大而增大;当降雨强度一定时,土体的起始产流时间随土体坡度增大逐渐减小,从而反映出地表径流强度不断增大;降雨强度对土壤侵蚀的临界坡度有一定影响,但两者具体变化关系需进一步研究。另外,通过高速公路边坡水土流失机理进行了研究,展开了高速公路边坡水土流失主要诱因分析,提出了科学的高边坡的养护管理措施。     

三峡库区小江流域溶解态氮素污染模拟

小江是三峡库区中部北岸流域面积最大的一级支流,农田以紫色土坡地为主,随降雨形成的地表径流和壤中流流失的非点源溶解态氮是水体中氮素污染的主要来源.根据小江流域地形、土壤等特性,构建流域溶解态氮素污染模型,并将具有物理机制的SLURP分布式水文模型引入污染模型中地表径流和壤中流的模拟,借助GIS技术,对小江流域2000～2007年溶解态氮的输出量与负荷的时空分布进行了模拟与定量计算.结果表明:土地产生的负荷占总负荷的68.3%～76.8%,农村居民点产生的负荷占23.2%～31.7%;土地产生的负荷中85%以上来源于农田.     

汤浦水库流域非点源污染的时空分布及情景分析

为了定量研究汤浦水库流域内非点源污染物的时空分布状况。建立了基于SWAT模型的流域非点源污染模型,并对模型中各参数进行率定和验证。模拟结果显示:流域内泥沙、有机氮和有机磷的流失主要与降雨相关,集中于汛期;空间上,各类污染物来源具有一致性,主要来自流域东部和南部地区;此外,不同土地类型年产污负荷各异,其中农业用地单位面积产污负荷较高。情景分析表明:农业生产方式和土地利用类型的改变对流域非点源负荷产生了一定影响。本研究成果将为控制汤浦水库流域非点源污染提供科学依据。     

降雨对山仔水库典型样地地表径流氮磷营养盐流失的影响

根据福州市第二水源地山仔水库周围库区的典型土地利用方式,选取了3个具有代表性的实验样地,调查该区域不同土地利用类型土壤降雨前后含水率及其氮磷营养盐空间变化特征,结果表明:不同土地利用类型土壤中营养盐空间分布具有明显差异,相对于杉竹林,水田与旱地两种类型土壤营养盐流失风险高,且各土地利用类型均表现出5～10 cm处营养盐含量最高,流失量最大的一致规律,其中硝态氮和速效磷是地表降雨径流土壤氮磷营养物质流失的主要方式.     

梁子湖区农田地表径流氮磷流失空间分布特征

为了解梁子湖区地表径流氮磷流失空间分布特征,识别高风险种植模式和高风险区,采用遥感数据分析和流失系数法相结合进行研究.结果表明:研究区内5个镇农田氮、磷流失量分别为525.07 t和25.35 t,在常规施肥情况下,农田本底氮、磷流失量占全部流失量的比例分别为76.17%和75.30%,远高于当季施肥造成的流失.5个镇中涂家垴镇氮、磷流失量和流失强度相对较高.主要种植模式中,平地-旱地-园地的氮、磷流失量最高,分别占全区的58.86%和63.87%.平地氮、磷流失量最大,占全区的93.02%和92.72%.研究表明,涂家垴镇是研究区内氮磷流失高风险区,而平地-旱地-园地是氮磷流失风险最高的种植模式.