長(zhǎng)樂江流域非點(diǎn)源氮污染定量溯源與控制模擬.pdf

1、在我國(guó)污染構(gòu)成由點(diǎn)源污染為主轉(zhuǎn)變?yōu)榉屈c(diǎn)源污染為主的新形勢(shì)下，流域氮磷等非點(diǎn)源營(yíng)養(yǎng)鹽流失造成的水體富營(yíng)養(yǎng)化問題是很多地區(qū)面臨的主要水環(huán)境問題。本研究圍繞硝態(tài)氮污染定量源解析及其不確定性分析和扣除基流對(duì)河流氮污染貢獻(xiàn)之后的地表直接徑流非點(diǎn)源氮污染物入河量分類核定這兩個(gè)非點(diǎn)源污染研究中的關(guān)鍵問題，以我國(guó)東南沿海地區(qū)的長(zhǎng)樂江流域?yàn)檠芯繀^(qū)域，應(yīng)用蒙特卡羅水質(zhì)評(píng)價(jià)模型、穩(wěn)定同位素分析、數(shù)字濾波算法、河流一維水質(zhì)方程-輸出系數(shù)耦合模型和綜合水環(huán)境基尼

2、系數(shù)最小化模型等方法開展流域尺度非點(diǎn)源污染的定量溯源和控制研究。主要的研究結(jié)果如下:
　　長(zhǎng)樂江水系水體質(zhì)量總體良好，南山水庫(kù)壩下(S1)，北江(S2)，剡源江(S3)，石璜江(S4)，富潤(rùn)江(S5)，甘霖(S6)，崇仁江(S7)，雅致橋(S8)監(jiān)測(cè)斷面綜合污染指數(shù)的平均值分別為0.48，0.42，0.64，0.57，0.72，0.56，0.68，0.57。81～S8處于或優(yōu)于輕度污染的概率分別為87.53％，90.38％，69.

3、89％，76.44％，58.80％，78.21％，64.55％，78.03％?？偟腟perman等級(jí)相關(guān)系數(shù)最大，表明總氮是對(duì)綜合污染指數(shù)影響最大的輸入變量，故而控制長(zhǎng)樂江流域內(nèi)的氮污染是進(jìn)一步提升該流域水環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵。
　　硝態(tài)氮是非點(diǎn)源氮污染的主要形態(tài)。長(zhǎng)樂江流域地表水體硝態(tài)氮的最大污染源是糞肥和生活污水（雨季貢獻(xiàn)率為38.2％，旱季貢獻(xiàn)率為45.4％），其次為土壤氮（雨季貢獻(xiàn)率為32.7％，旱季貢獻(xiàn)率為35.3％），化肥

4、氮（雨季貢獻(xiàn)率為26.0％，旱季貢獻(xiàn)率為17.7％），雨水的氮污染貢獻(xiàn)較少（雨季貢獻(xiàn)率為3.1％，旱季貢獻(xiàn)率為1.6％）。針對(duì)不同條件下各類潛在污染源的強(qiáng)烈變化，提出了用不確定指數(shù)(Uncertainty Index，UI90)來定量描述水體硝態(tài)氮污染定量源解析結(jié)果的不確定性強(qiáng)度的方法。
　　長(zhǎng)樂江2003～2012年均總氮負(fù)荷為1990.72±838.02t·yr-1，基流對(duì)河流總氮負(fù)荷的年平均貢獻(xiàn)率為65.40％。長(zhǎng)樂江流域基

5、流總氮負(fù)荷在99％的置信區(qū)間內(nèi)表現(xiàn)出極顯著的上升趨勢(shì)。由此可見，基流非點(diǎn)源氮污染將會(huì)是該流域今后非點(diǎn)源污染控制的關(guān)鍵問題。長(zhǎng)樂江流域水田、旱地、人居地和林地直接徑流的總氮輸出系數(shù)多年平均值分別為6.89kg·ha-1·yr-1、28.79kg·ha-1·yr-1、19.85kg·ha-1·yr-1和3.78kg·ha-1·yr-1，年平均自凈率為21.35±5.04％。長(zhǎng)樂江流域（扣除南山水庫(kù)子流域）2003～2012年均非點(diǎn)源氮入河量

6、為2250.82t·yr-1，其中基流入河量為1526.01t·y-1，直接徑流入河量為724.81t·yr-1。水田、旱地、人居地和林地對(duì)直接徑流總氮入河量的貢獻(xiàn)率分別為13.47％，57.15％，13.78％，15.60％。該流域各行政單元崇仁鎮(zhèn)、甘霖鎮(zhèn)、長(zhǎng)樂鎮(zhèn)、鹿山街道、石璜鎮(zhèn)、通源鄉(xiāng)、雅璜鄉(xiāng)和王院鄉(xiāng)年均直接徑流總氮入河量分別為197.52t、99.81t、202.70t、39.01t、58.17t、45.01t、24.93t和1

7、5.61t。
　　河流自凈能力情景模擬結(jié)果表明，如能通過一系列措施（過程攔截和末端治理）使長(zhǎng)樂江河道對(duì)非點(diǎn)源氮入河量的自凈能力提高到50％時(shí)，存在344.58t可分配水環(huán)境容量。通過綜合水環(huán)境基尼系數(shù)最小化模型得出，在目前的情形下，該流域各行政單元崇仁鎮(zhèn)、甘霖鎮(zhèn)、長(zhǎng)樂鎮(zhèn)、鹿山街道、石璜鎮(zhèn)、通源鄉(xiāng)、雅璜鄉(xiāng)和王院鄉(xiāng)需要減排氮的投排放量分別為112.62t、36.14t、99.22t、21.53t、27.36t、24.31t、11.23