论文部分内容阅读
山地丘陵面积在滇池流域所占比例达到了69.5%,坡地径流污染也成为滇池流域重要的面源污染源之一。但是,目前在滇池流域以集水小区为研究单元的径流污染物流失研究还比较少。为此,本研究选取滇池柴河小流域作为研究区域,并在此区域内选择了具有代表性的四条集水小区,基于对集水小区的植被调查及早雨季土壤氮磷等元素含量测定的基础上,分析了四条集水小区不同降雨条件下面源污染物输移特征及其主要影响因素。为认识坡地集水小区的径流污染特征及相关的山地面源污染防治提供基础数据支持。本研究的主要结果如下: (1)四条集水小区地形和土地覆被存在差异,而且同一集水小区内不同区段的景观类型也呈现出多变的特征。一号集水小区以草本植物为优势,盖度达到90%,平均坡度为25.5%;二号集水小区景观格局斑块化最高,上部是以乔木为优势的群落,中部地势较平坦植被丰茂,平均坡度为18.4%;三号集水小区以灌木为绝对优势,坡度较大,为38.4%;四号集水小区农田分布面积最大,上部有磷矿矿渣堆积,平均坡度为19.8%。 (2)四条集水小区土壤的氮、磷、有机质含量存在差异。从整体上看,距离磷矿最近的二号及四号集水小区土壤磷素含量较高,旱季平均值分别为7.84 g/kg和2.85 g/kg,雨季为11.63 g/kg和10.08 g/kg,由于耕作的频繁四号集水小区土壤磷素在雨季的增长较为明显,与此集水小区域上部堆积的磷矿矿渣在雨季的冲刷不无关系。一号及三号集水小区的磷素水平旱季分别为1.05g/kg和1.02g/kg,雨季分别为1.33g/kg和0.69 g/kg。从土壤氮素含量上看各集水小区旱雨季都在0.6-3.0g/kg之间。有机质含量以一号及三号集水小区最高,旱季比例分别达到了4.66%和6.86%,在雨季有机质含量降低到2.47%和1.00%。 (3)雨季初期,四条集水小区氮磷流失浓度主要与土壤氮磷含量有关,化学需氧量浓度的变化则和土壤有机质含量的关系最密切;雨季的中后期,除四号集水小区外,其他集水小区氮、磷、固体悬浮物流失浓度都有降低的趋势,其中,磷的流失以颗粒态为主,比例一般都在50%以上,且浓度以四号集水小区浓度为最高,在八月份达到了356.39mg/l;而总氮的流失以溶解态为主,比例一般都在80%以上,且以二号集水小区为最高,最高达到了12.37mg/l。从有机物的流失看,一号及三号集水小区的径流COD流失浓度的变化较大,其最大差值分别达到了199.24mg/l和153.61mg/l。 (4)主成分分析及回归分析表明,初期降雨影响污染物流失的主要因素是土壤本身的化学性质。雨季中后期则主要与植被覆盖及土壤的理化性质相关。其中四号集水小区各中污染物的流失浓度一直处于较高的水平,且在八月份各项指标的浓度有所升高,而其他集水小区流失浓度在月份间整体变化上看有降低的趋势。 基于以上研究结果,建议在柴河小流域坡地集水小区的面源污染防控中应该注意以下几个方面:①尽量减少坡地的开发,尤其是坡度较大、土壤层较疏松的区域,需要通过提高植被覆盖增加土壤的固持能力;②雨季初期应以设立微型工程设施为主要的手段,比如建一些微型坑、微型潭、拦砂带等;③在雨季中期及后期,径流量大,在汇水面积大的集水小区内设立较大型的拦砂坝、沉砂池及仿肾型收集与削减技术体系等;④在已开发的坡地利用上,应该通过改变微地形(如横坡种植、秸秆覆盖等),以达到减少降雨对土壤的直接冲刷、减缓径流流速、减少土壤颗粒流失的目的。