福州第二水源—山仔水库非点源氮污染研究

论文摘要

作为福州第二水源地的山仔水库,其水质状况的优劣直接影响到福州市民的饮用水安全。据监测数据显示,建库十余年,山仔水库水质富营养状况日趋严重,非点源污染正日益成为山仔水库的主要污染之一。为研究山仔水库非点源氮污染物流失特征,根据土壤调查资料,本论文选取涵盖库区主要土地利用类型(杉竹林、水田、旱地)的典型小流域为研究对象,对2007年夏季、秋季中4次天然降雨的全过程进行了野外监测和实验室分析,并对SWAT模型应用于山仔水库非点源氮污染负荷估算进行了初步探索。得出以下结论:1、由于土壤前期含水量的关系,径流量峰值一般滞后于降雨量峰值;受坡度的影响,本研究选取的典型小流域径流量变化为:杉竹林＞水田＞旱地。2、天然降雨条件下山仔水库径流中氮的流失量为:水田＞旱地＞杉竹林;另一方面,氮的流失形态中,以硝态氮为主,占总氮的比例为49.53%。通过回归分析发现,山仔水库杉竹林、水田、旱地氮排放负荷与径流量之间存在着多项式关系,且相关性较高(杉竹林:R~2=0.9607;水田:R~2=0.9755;旱地:R~2=0.9834)。3、山仔库区的土壤中,5cm～10cm土壤深度的氮含量较大。土壤硝态氮随着渗漏作用主要在5cm～10cm土层积累;山仔库区典型土地利用类型铵态氮吸附能力:杉竹林(2500 mg/kg)＞旱地(1250 mg/kg)＞水田(833 mg/kg),硝态氮吸附能力:杉竹林(1476 mg/kg)＞旱地(1078 mg/kg)＞水田(973 mg/kg),土壤氮素污染物以硝态氮为主要形式。4、在野外采样和实验室分析的基础上,应用SWAT模型模拟估算了山仔水库库区降雨量较大的2007年5月至2007年10月期间氮输出负荷量,这一时期流失的总氮为110.2t,非点源污染的产生是造成山仔水库水质恶化的主要原因之一;8月和9月分别占模拟时期氮输出负荷的23.5%和25.14%,是非点源污染发生的主要时期。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 中文文摘
• 第1章 绪论
• 1.1 非点源污染
• 1.2 氮元素在非点源污染中的影响
• 1.3 山仔水库非点源氮元素污染的主要研究方法及存在的问题
• 1.4 本课题研究目的、内容及技术路线
• 第2章 山仔水库环境概况
• 2.1 前言
• 2.2 流域水文环境概况
• 2.3 山仔水库概况
• 2.4 山仔库区非点源污染调查及水质变化情况
• 第3章 天然降雨过程径流氮元素污染流失特征
• 3.1 前言
• 3.2 试验设计与方法
• 3.3 非点源污染试验小区的选取
• 3.4 研究结果与分析
• 3.5 天然降雨过程氮污染输出负荷计算
• 3.6 本章小结
• 第4章 不同土地利用方式下土壤氮元素养分变化特征
• 4.1 前言
• 4.2 降雨量时间分布特征
• 4.3 天然降雨过程土壤水分空间分布特征
• 4.4 土壤氮元素随土层深度流失特征
• 4.5 土壤氮素吸附释放规律
• 4.6 本章小结
• 第5章 试验区非点源氮污染物负荷估算
• 5.1 前言
• 5.2 模型的选择
• 5.3 SWAT模型介绍
• 5.4 山仔水库流域非点源污染数据库
• 5.5 模型率定和验证
• 5.6 模型应用
• 5.7 本章小结
• 结论
• 附录
• 参考文献
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 个人简历