【作者】 庄霞
【关键词】 输出通量 乐安江流域 鄱阳湖 非点源氮 土地利用
【导师姓名】高海鹰
【学位名称】硕士
【学位年度】2010
【授予单位】东南大学
【分类号】 P942;|P331.3;|X502;|O412.1
【录入时间】2017-05-14
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【摘要】乐安江是影响鄱阳湖水质的一条重要河流，近年来非点源污染迅速增加，水质呈下降趋势。土地利用变化改变下垫面特征，是影响非点源的主要因素，土地利用结构对营养盐的输出具有重要影响。本文运用GIS手段建立了研究区非点源污染的基本空间信息库，包括土地利用、土壤类型、DEM和小流域分布图。应用DEM进行流域刻划，结合2009年4月、9月、12月三次小流域地表水质监测分析数据，分析了流域水体中污染物的时空分布特征以及土地利用方式对地表水质的影响。 首先在空间上依据地形、地貌把研究区划分出两个区域：东北部低中山区、西南部丘陵区。各种形态的氮浓度在空间上从上游向下游基本呈增加趋势；西南部地区各种形态的氮浓度普遍高于东北部地区，说明上游水质普遍好于下游水质。氮的流失主要以可溶态形式，TN和DTN全年变化剧烈，在12月份普遍较高，4月份次之，9月份最低。在监测各月份乐安江流域TN浓度的范围为0.09mg/L-1.359mg/L，水质属中营养水平。NO3—-N浓度平均值为DTN的65%，是DTN流失的主要形态，其时空分布与TN具有明显的相似性；在丰水期4月份，NH3-N的平均浓度为全年最低水平，平水期9月份NH3-N平均浓度为三氮之首；NO2—-N全年含量最低。 通过分析土地利用方式与非点源污染物指标的关系发现：林地、草地具有消弱、抑制非点源污染的作用，其中林地控制非点源污染物的效果最为明显、草地次之；随着林地面积的减少和耕地面积的增加，流域营养盐的输出强度增大。林地—草地结构类型控制的小流域氮污染物指标较林地—耕地为主控制的低（除NH4-N）。土地利用对地表水非点源污染的影响，不仅体现在各类土地利用类型所占的比重上，也体现在各种土地利用的空间分布上。 在此定性分析的基础上，用TN浓度表征氮营养盐输出水平，建立了主要土地利用类型（耕地、林地）面积比例与TN浓度的定量关系，并计算获得乐安江流域耕地、林地的TN输出系数分别为2.0398mg/L、0.1968mg/L，为流域尺度的营养盐输出负荷估算提供重要参数。根据研究区的相关资料，通过SCS径流曲线模型得到各小流域和全流域的地表径流，计算得出各小流域和全流域的非点源氮负荷量，得到在2009年的降雨条件下，流域TN、NO3—-N、NH3-N、NO2—-N的输出通量分别为0.3964 t/(km2•a)、0.2007 t/(km2•a)、0.0661 t/(km2•a)、0.0117t/(km2•a)；林地、耕地、草地不同土地利用方式下地表径流水中TN输出通量为别为0.1602 t/(km2•a)、1.850 t/(km2•a)、0.8132 t/(km2•a)。...
【全文】乐安江是影响鄱阳湖水质的一条重要河流，近年来非点源污染迅速增加，水质呈下降趋势。土地利用变化改变下垫面特征，是影响非点源的主要因素，土地利用结构对营养盐的输出具有重要影响。本文运用GIS手段建立了研究区非点源污染的基本空间信息库，包括土地利用、土壤类型、DEM和小流域分布图。应用DEM进行流域刻划，结合2009年4月、9月、12月三次小流域地表水质监测分析数据，分析了流域水体中污染物的时空分布特征以及土地利用方式对地表水质的影响。 首先在空间上依据地形、地貌把研究区划分出两个区域：东北部低中山区、西南部丘陵区。各种形态的氮浓度在空间上从上游向下游基本呈增加趋势；西南部地区各种形态的氮浓度普遍高于东北部地区，说明上游水质普遍好于下游水质。氮的流失主要以可溶态形式，TN和DTN全年变化剧烈，在12月份普遍较高，4月份次之，9月份最低。在监测各月份乐安江流域TN浓度的范围为0.09mg/L-1.359mg/L，水质属中营养水平。NO3—-N浓度平均值为DTN的65%，是DTN流失的主要形态，其时空分布与TN具有明显的相似性；在丰水期4月份，NH3-N的平均浓度为全年最低水平，平水期9月份NH3-N平均浓度为三氮之首；NO2—-N全年含量最低。 通过分析土地利用方式与非点源污染物指标的关系发现：林地、草地具有消弱、抑制非点源污染的作用，其中林地控制非点源污染物的效果最为明显、草地次之；随着林地面积的减少和耕地面积的增加，流域营养盐的输出强度增大。林地—草地结构类型控制的小流域氮污染物指标较林地—耕地为主控制的低（除NH4-N）。土地利用对地表水非点源污染的影响，不仅体现在各类土地利用类型所占的比重上，也体现在各种土地利用的空间分布上。 在此定性分析的基础上，用TN浓度表征氮营养盐输出水平，建立了主要土地利用类型（耕地、林地）面积比例与TN浓度的定量关系，并计算获得乐安江流域耕地、林地的TN输出系数分别为2.0398mg/L、0.1968mg/L，为流域尺度的营养盐输出负荷估算提供重要参数。根据研究区的相关资料，通过SCS径流曲线模型得到各小流域和全流域的地表径流，计算得出各小流域和全流域的非点源氮负荷量，得到在2009年的降雨条件下，流域TN、NO3—-N、NH3-N、NO2—-N的输出通量分别为0.3964 t/(km2•a)、0.2007 t/(km2•a)、0.0661 t/(km2•a)、0.0117t/(km2•a)；林地、耕地、草地不同土地利用方式下地表径流水中TN输出通量为别为0.1602 t/(km2•a)、1.850 t/(km2•a)、0.8132 t/(km2•a)。