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本文结合国家自然科学基金项目“植被过滤带对径流中非点源污染物净化效果的试验研究与数学模拟”,在陕西省华县小华山水库旁的试验基地开展了相关试验,主要对植被过滤带中非点源污染物的沿程变化和在不同流量下植被过滤带净化效果的研究,分析了影响植被过滤带净化效果的原因。
(1)分析了坡面上植被过滤带中非点源污染的产生过程和净化机理以及两者的综合作用。认为植被过滤带系统是一个复杂的动态系统,对地表径流中污染物的作用包括两个方面。一方面是植被过滤带对地表径流中污染物净化的过程;一方面是植被过滤带中非点源污染物向径流中释放的过程。
(2)在历时较长的较大流量冲刷下,植被过滤带出流的SS浓度相对于进口有大幅度的增加;总氮,总磷在沿带宽的各个设置断面中初始浓度比平均浓度大。对植被过滤带进行多次放水试验后,径流带走其表面附着的腐殖质和尘埃,植被过滤带的净化功能越来越明显。
(3)分析了4条植被过滤带的沿程变化和在模拟暴雨径流过程中的净化效果:①总氮和总磷浓度沿程减小,且出口处的浓度削减范围分别为5.44%~10.83%和19.34%~43.17%;②在不同的流量时段中SS浓度的变化趋势是一致的,且随着流量的减小SS浓度的削减效果越来越好;③不同的植被配置对SS,总氮和总磷的浓度削减率排序为:草地过滤带>灌草植被过滤带>灌草植被过滤带(灌木较多)>空白带;④植被过滤带在3m断面处对SS浓度的削减的幅度最大,最高能达到66.3%;⑤植被过滤带在lOm处对SS的浓度削减率均达到了60%以上,且草地过滤带的净化效果最好;⑥SS的入流浓度对植被过滤带对SS浓度的削减没有显著的影响。
(4)空白带对总氮和总磷没有净化效果。在较小流量的情况下,空白带对SS的浓度有一定的削减作用。
(5)植被过滤带中SS浓度削减率、总氮和颗粒态氮素浓度削减率以及总磷和颗粒态磷素浓度削减率与流量均呈显著的乘幂相关关系,且相关系数都在0.82以上,说明流量是影响植被过滤带净化效果的一个很重要的因素。
(6)通过分析各条植被过滤带进出口的水中泥沙颗粒,结果表明对细小泥沙颗粒净化作用不明显,泥沙颗粒粒径越粗其净化效果越好。