歡迎光臨中圖網(wǎng) 請(qǐng) | 注冊(cè)

水土流失面源污染及防控技術(shù)

作者：莫明浩等
出版社：科學(xué)出版社出版時(shí)間：2023-06-01
開(kāi)本： 16開(kāi) 頁(yè)數(shù)： 176
中 圖 價(jià):¥78.8(7.3折) 定價(jià)  ¥108.0 登錄后可看到會(huì)員價(jià)
加入購(gòu)物車 收藏
運(yùn)費(fèi)6元，滿39元免運(yùn)費(fèi)
?新疆、西藏除外
本類五星書(shū)更多>
買過(guò)本商品的人還買了

水土流失面源污染及防控技術(shù) 版權(quán)信息

水土流失面源污染及防控技術(shù) 本書(shū)特色

《水土流失面源污染及防控技術(shù)》闡明水土流失面源污染的概念、水土流失面源污染特征，定量分析鄱陽(yáng)湖流域水土流失與面源污染的關(guān)系，在不同空間尺度上定位監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)水土保持關(guān)鍵技術(shù)的面源污染防控效果。以南方紅壤區(qū)為例，研究山丘區(qū)坡地果園、坡耕地等土地類型在降雨條件下由徑流泥沙挾帶的氮、磷污染輸出特征，探析氮素、磷素輸出在徑流、泥沙中的分配占比及其賦存形態(tài)，研究地表徑流挾帶的泥沙的污染特征，通過(guò)吸附解吸試驗(yàn)分析坡面產(chǎn)生的侵蝕泥沙進(jìn)入水體后的潛在危害性。從源頭和途徑控制、末端治理等方面提出水土流失面源污染防控技術(shù)并應(yīng)用。

水土流失面源污染及防控技術(shù) 內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書(shū)闡明水土流失面源污染的概念，探明水土流失面源污染特征，定量分析鄱陽(yáng)湖流域水土流失與面源污染的關(guān)系。在不同空間尺度上定位監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)水土保持關(guān)鍵技術(shù)的面源污染防控效果。主要以南方紅壤區(qū)為例，研究山丘區(qū)坡地果園、坡耕地等土地類型在降雨條件下由徑流泥沙攜帶的氮、磷污染輸出特征，探析氮素、磷素輸出在徑流、泥沙中的分配占比及賦存形態(tài)，研究地表徑流攜帶的泥沙的污染特征，通過(guò)吸附解吸試驗(yàn)分析坡面產(chǎn)生的侵蝕泥沙進(jìn)入水體后的潛在危害性。從源頭和途徑控制、末端治理等方面提出水土流失面源污染防控技術(shù)并應(yīng)用。

水土流失面源污染及防控技術(shù) 目錄

前言
第1章 緒論 1
1.1 面源污染的影響因子與機(jī)理 2
1.2 水土流失面源污染及其影響因子 3
1.3 水土流失與面源污染模型化 3
1.4 水土流失面源污染防控 4
參考文獻(xiàn) 6
第2章 水土流失與面源污染的關(guān)系 9
2.1 水土流失面源污染與水體環(huán)境的因果效應(yīng) 9
2.2 水土流失面源污染的危害 10
2.3 水土流失面源污染特征 11
2.4 典型區(qū)域水土流失與面源污染的關(guān)系 21
參考文獻(xiàn) 25
第3章 水土流失面源污染對(duì)水體水質(zhì)的影響 27
3.1 水土流失氮、磷污染物遷移過(guò)程 27
3.2 紅壤坡面氮、磷垂向輸出規(guī)律 41
3.3 水土流失面源污染氮、磷的賦存形態(tài) 51
3.4 侵蝕泥沙在水體中的吸附解吸 56
3.5 面源污染對(duì)流域水質(zhì)影響模擬 66
參考文獻(xiàn) 72
第4章 區(qū)域面源污染評(píng)價(jià)模型 74
4.1 模型數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建 75
4.2 子流域劃分及水文響應(yīng)單元的生成 83
4.3 模型的運(yùn)行 84
4.4 模型的敏感性分析 87
4.5 模型的率定與驗(yàn)證 88
參考文獻(xiàn) 96
第5章 水土流失面源污染防控關(guān)鍵技術(shù) 98
5.1 坡面地表徑流污染防治技術(shù) 98
5.2 緩沖帶面源污染控制技術(shù) 114
參考文獻(xiàn) 135
第6章 水土流失面源污染綜合防控技術(shù)體系 136
6.1 面源污染生態(tài)控制和生態(tài)調(diào)節(jié)措施與對(duì)策 136
6.2 小流域水土流失面源污染防控技術(shù)體系 139
6.3 鄱陽(yáng)湖流域水土流失面源污染分區(qū)防控 149
參考文獻(xiàn) 152
第7章 水土流失面源污染防控模式及應(yīng)用 153
7.1 生態(tài)清潔小流域的面源污染防控模式 153
7.2 水土流失面源污染防控技術(shù)及模式的應(yīng)用 154
參考文獻(xiàn) 166
展開(kāi)全部

水土流失面源污染及防控技術(shù) 節(jié)選

第1章 緒論
　　紅壤小流域是構(gòu)成南方紅壤區(qū)*基本的地形地貌單元，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要場(chǎng)所，由于人口的壓力和不合理利用小流域的坡地資源，許多紅壤小流域水土流失較為嚴(yán)重，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境質(zhì)量退化，嚴(yán)重地影響該地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。由于小流域往往是一些河流干支流的源頭，小流域的水土流失不僅抬高河床，淤積河道和湖泊，而且徑流和泥沙所挾帶的養(yǎng)分元素往往造成湖泊、河流富營(yíng)養(yǎng)化，水質(zhì)退化，因此研究和控制小流域水土流失和面源污染是控制湖泊、河流富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵措施之一。
　　面源污染又稱非點(diǎn)源污染，是指溶解性污染物和固體污染物從非特定的地點(diǎn)，在降水（或融雪）沖刷作用下，通過(guò)徑流過(guò)程而匯入受納水體（包括江河、湖泊、水庫(kù)和海洋等）并引起水體的富營(yíng)養(yǎng)化或其他形式的污染。目前在發(fā)達(dá)國(guó)家，由于點(diǎn)源污染得到了十分有效的控制，面源污染已經(jīng)成為河流、湖泊、水庫(kù)等地表水體富營(yíng)養(yǎng)化和水質(zhì)惡化的主要污染源。在我國(guó)，雖然點(diǎn)源污染未遏制，但在很多水體，尤其是湖泊、水庫(kù)中，面源污染對(duì)污染總負(fù)荷的貢獻(xiàn)已占到相當(dāng)大的比例，并且隨著點(diǎn)源污染逐步得到有效的控制，面源污染對(duì)水環(huán)境污染總負(fù)荷的貢獻(xiàn)率將進(jìn)一步提高，對(duì)生產(chǎn)、生活和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的危害更加突顯。
　　水土流失是面源污染的來(lái)源之一，地表徑流、侵蝕泥沙、耕作土壤的流失等是面源污染的重要來(lái)源。土壤侵蝕是面源污染的主要發(fā)生形式，土壤侵蝕帶來(lái)的泥沙不但本身就是一種面源污染物，而且泥沙是有機(jī)物、金屬、磷酸鹽及其他毒性物質(zhì)的主要挾帶者，所以土壤侵蝕會(huì)給水質(zhì)帶來(lái)不良影響。
　　鄱陽(yáng)湖是我國(guó)**大淡水湖，位于江西省境內(nèi)，是長(zhǎng)江干流重要的調(diào)蓄性湖泊，在長(zhǎng)江流域中發(fā)揮著巨大的調(diào)蓄洪水和保護(hù)生物多樣性等特殊生態(tài)功能。鄱陽(yáng)湖是中國(guó)十大生態(tài)功能保護(hù)區(qū)之一，是國(guó)際重要濕地，也是世界自然基金會(huì)劃定的全球重要生態(tài)區(qū)之一，它的“健康”狀況維系著長(zhǎng)江中下游的飲水安全和生態(tài)安全？傮w來(lái)說(shuō)，鄱陽(yáng)湖目前水質(zhì)尚好，營(yíng)養(yǎng)化水平處于中至中-富營(yíng)養(yǎng)等級(jí)，局部存在水體污染，主要污染物為總磷（TP）和氨氮（NH3-N）。面對(duì)鄱陽(yáng)湖出現(xiàn)的日益嚴(yán)峻的水資源形勢(shì)，加強(qiáng)水資源保護(hù)、實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，是保障和支持地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。相關(guān)研究表明，水土流失造成的面源污染已經(jīng)成為鄱陽(yáng)湖水環(huán)境的重要潛在威脅，由贛江、撫河、信江、饒河、修水“五河”匯入的面源污染是鄱陽(yáng)湖水體污染的重要污染源，而紅壤小流域單元?jiǎng)t是“五河”的源頭。大部分面源污染來(lái)源都和水土流失緊密聯(lián)系，由于過(guò)度墾殖、開(kāi)發(fā)建設(shè)等人為的不合理生產(chǎn)活動(dòng)的破壞以及不合理的土地利用方式導(dǎo)致水土流失嚴(yán)重，而水土流失造成面源污染。土壤侵蝕發(fā)生在陸地表面透水性的地表，侵蝕的表土富含大量的土壤養(yǎng)分。例如，我國(guó)全年流失土壤50億t，帶走的氮、磷、鉀等養(yǎng)分元素相當(dāng)于全國(guó)一年的化肥施用總量，流失的土壤養(yǎng)分導(dǎo)致嚴(yán)重的面源污染，同時(shí)也嚴(yán)重影響水生態(tài)系統(tǒng)的安全。
　　江西省是我國(guó)南方水土流失較為嚴(yán)重的地區(qū)之一，也是紅壤山地丘陵的典型代表區(qū)域，有“六山一水二分田，一分道路與莊園”之說(shuō)，主要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是在山地丘陵地區(qū)進(jìn)行的。由于長(zhǎng)期以來(lái)人們不合理地開(kāi)發(fā)山地農(nóng)業(yè)，江西省2020年水力侵蝕面積達(dá)2.36萬(wàn)km2，水土流失面積約占全省總面積的14%，嚴(yán)重水土流失導(dǎo)致的面源污染加劇鄱陽(yáng)湖水質(zhì)的惡化。水土保持措施能從根本上截?cái)辔廴炬湣⒎乐蚊嬖次廴，是保護(hù)水源水質(zhì)、保障飲水安全的重要手段。早在20世紀(jì)80年代江西省就開(kāi)始實(shí)施“山江湖”工程，把鄱陽(yáng)湖流域視為整體，提出“治湖必須治江，治江必須治山”的生態(tài)環(huán)境保護(hù)理念；對(duì)于水土流失治理，從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，國(guó)家“八片”水土流失重點(diǎn)治理工程也開(kāi)始在江西省實(shí)施。為了保護(hù)“一湖清水”不受污染，必須建立完善的小流域面源污染防治技術(shù)體系和預(yù)測(cè)模型。多年來(lái)，各國(guó)各地區(qū)學(xué)者針對(duì)水土保持對(duì)面源污染的控制作用、面源污染遷移轉(zhuǎn)化機(jī)理、防治對(duì)策及模型等方面開(kāi)展了許多研究，也產(chǎn)生了不少好的防治技術(shù)和模型。因此，迫切需要開(kāi)展適合我國(guó)不同區(qū)域特色和相應(yīng)地理特點(diǎn)并能反映區(qū)域時(shí)空變異特征的水土保持對(duì)面源污染的防控機(jī)制研究。
　　本書(shū)選擇鄱陽(yáng)湖流域中的典型小流域，通過(guò)設(shè)立徑流小區(qū)、卡口站等手段，采取取樣觀測(cè)和分析測(cè)試的方法，從坡面、集水區(qū)、小流域等尺度分析降雨條件下徑流泥沙及其挾帶面源污染物與水體污染的關(guān)系，研究紅壤侵蝕區(qū)小流域綜合治理中水土保持措施對(duì)產(chǎn)流產(chǎn)沙和面源污染的影響，從而提出水土流失面源污染防控技術(shù)。
　　1.1 面源污染的影響因子與機(jī)理
　　面源污染產(chǎn)生機(jī)制主要包括徑流形成、土壤侵蝕和泥沙及氮、磷污染物進(jìn)入水體三個(gè)過(guò)程。降雨在不同下墊面條件下產(chǎn)生徑流，并對(duì)土壤產(chǎn)生侵蝕作用，在降雨-徑流驅(qū)動(dòng)因子作用下，泥沙與附著的氮、磷污染物及可溶性氮、磷污染物進(jìn)入水體，從而產(chǎn)生面源污染。在影響因子分析中，鄭粉莉等（2004）主要評(píng)價(jià)了土壤中化學(xué)元素（尤其是磷素和氮素）形態(tài)、有機(jī)肥和化肥施用與管理方式、降雨和灌溉、地形、近地表水文條件、作物和耕作管理等對(duì)化學(xué)污染物運(yùn)移的影響。其主要結(jié)果表現(xiàn)為：①水土保持耕作法可以減少土壤流失量和顆粒形態(tài)的養(yǎng)分流失，但不能減少可溶性養(yǎng)分的流失；另外，殘?jiān)采w物在增加土壤有機(jī)物、改善土壤結(jié)構(gòu)的同時(shí)，殘?jiān)癄分解部分增加了徑流中的養(yǎng)分濃度。因此，需要尋找有效的防治措施，使其具有防治侵蝕和減少面源污染物的雙重功能。②農(nóng)地過(guò)度施肥，尤其是大量過(guò)度施用有機(jī)肥（家畜、家禽），使土壤中養(yǎng)分積累，是引起養(yǎng)分流失和地表水富營(yíng)養(yǎng)化的根源（Pote et al.，1999；Cox and Hendricks，2000；Sims et al.，2000）。③流域內(nèi)養(yǎng)分流失的敏感區(qū)集中在流域下游接近河床的土壤水分飽和區(qū)（Walter et al.，2000）。黃河仙等（2008）開(kāi)展了不同覆被條件下紅壤坡地地表徑流及其養(yǎng)分流失特征研究，結(jié)果表明覆被植物群落類型單一化和農(nóng)事耕作都能增加地表徑流量、次數(shù)和養(yǎng)分流失，并提出*大限度減少人為對(duì)植被和地表的破壞，以及清除枯枝落葉等人為干擾是減少養(yǎng)分流失的關(guān)鍵。陳長(zhǎng)青等（2006）對(duì)紅壤坡地不同林地進(jìn)行定位觀測(cè)，對(duì)氮、磷、鉀養(yǎng)分元素動(dòng)態(tài)循環(huán)進(jìn)行了系統(tǒng)分析，建立了養(yǎng)分循環(huán)的分室模型。
　　經(jīng)過(guò)幾十年的研究，國(guó)內(nèi)外面源污染研究已從初期的定性化研究轉(zhuǎn)向定量化研究，由統(tǒng)計(jì)、調(diào)查與機(jī)制研究轉(zhuǎn)向?qū)嵱弥卫砼c系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究，由小區(qū)尺度徑流觀測(cè)轉(zhuǎn)向流域尺度地形、氣象、土地利用、控制措施等對(duì)面源污染時(shí)空變異研究。我國(guó)在面源污染研究的各方面都取得了明顯進(jìn)展，但在面源污染模型的研發(fā)方面尚處于初級(jí)階段。在控制技術(shù)措施方面，我國(guó)已形成較國(guó)外更寬泛的技術(shù)體系，特別是水土保持技術(shù)更是如此，但水土保持技術(shù)控制面源污染效應(yīng)的研究甚少。由于土壤侵蝕與面源污染的聯(lián)動(dòng)關(guān)系，水土保持技術(shù)控制面源污染的效應(yīng)與機(jī)制研究將成為今后的研究方向。在管理措施方面，目前面源污染的控制與管理還僅停留在個(gè)別示范區(qū)的“點(diǎn)”上，在流域或區(qū)域的“面”上加強(qiáng)適合我國(guó)國(guó)情的*佳流域管理措施（BMPs）管理模式研究將成為面源污染防控措施的重點(diǎn)之一。
　　1.2 水土流失面源污染及其影響因子
　　面源污染物的流失主要以水土流失為途徑，將水土流失產(chǎn)生的及其引發(fā)的面源污染稱為水土流失面源污染，影響水土流失的主要因素對(duì)面源污染物的流失也有很大的影響，它包括自然因素和人為因素。自然因素包括降雨、坡度、下墊面條件、土壤初始含水量、植被覆蓋度等因素，不同近地表土壤水文條件將對(duì)坡面的侵蝕過(guò)程產(chǎn)生不同的影響，進(jìn)而影響到面源污染物的遷移過(guò)程（張玉斌等，2007）；人為因素主要為對(duì)土地的不合理利用等。施肥和農(nóng)業(yè)耕作對(duì)面源污染也有很大影響，鄭粉莉等（2004）指出，國(guó)外對(duì)水土保持耕作法（少耕、免耕）、農(nóng)地過(guò)度施肥、近地表土壤水分條件等影響污染物運(yùn)移的機(jī)理都有研究。因水土流失產(chǎn)生的泥沙一方面給水體帶來(lái)物理、化學(xué)、生物等多方面的污染，另一方面又可吸附由廢水、污水挾帶的許多種類的污染物質(zhì)，當(dāng)水環(huán)境條件發(fā)生改變時(shí)，污染物可被解吸到水相中而造成二次污染（胡國(guó)華等，2004），故土壤與化學(xué)物質(zhì)之間的相互作用（吸附與解吸）等是決定泥沙和徑流挾帶化學(xué)物質(zhì)濃度的關(guān)鍵因素。
　　水土保持措施能夠吸收、過(guò)濾、遷移和轉(zhuǎn)化土壤或水體中的一些有害物質(zhì)，防治面源污染，優(yōu)化流域或區(qū)域水環(huán)境。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人為造成的新的水土流失比較嚴(yán)重，如何防治水土流失和面源污染已成為當(dāng)前環(huán)境保護(hù)重大而又緊迫的課題。研究不同水土保持措施在防控化肥、農(nóng)藥和有機(jī)肥等面源污染方面的作用，提出有效的水土保持措施，控制水體污染是面源污染水土保持控制技術(shù)研究的主要內(nèi)容。
　　1.3 水土流失與面源污染模型化
　　水土流失面源污染的實(shí)質(zhì)在于水土流失，作為水土流失預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的模型，經(jīng)過(guò)合理的修正后，可用于面源污染的監(jiān)測(cè)。根據(jù)模型建立的途徑和所模擬的過(guò)程，面源污染模型通常可分為經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ突蚝谙淠Ｐ、物理模型或過(guò)程模型、概念模型、隨機(jī)模型等（牛志明等，2001）。20世紀(jì)50～60年代，以美國(guó)農(nóng)業(yè)局為首的研究機(jī)構(gòu)就開(kāi)發(fā)了一些有關(guān)水土流失和面源污染方面的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型，包括SCS曲線代碼和通用土壤流失方程（USLE）。70年代初，直接模擬面源污染發(fā)生、發(fā)展及影響的數(shù)學(xué)模型就已出現(xiàn)。美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局研發(fā)的CREAMS（chemicals，runoff and erosion from agriculture management systems）模型奠定了面源污染模型發(fā)展的“里程碑”。80年代，開(kāi)始將RS、GIS與一些經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型進(jìn)行集成。自90年代以來(lái)，隨著“3S”技術(shù)的迅猛發(fā)展，分布式參數(shù)機(jī)理模型的空間數(shù)據(jù)輸入效率、模擬輸出顯示和模型運(yùn)行效率因集成而大大提高。AGNPS（agricultural nonpoint source pollution）與稍后改進(jìn)的AnnAGNPS（annualized AGNPS）、ANSWERS（area nonpoint source watershed environment response simulation）、SWAT（soil and water assessment tool）等模型相繼產(chǎn)生并在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。
　　模型化研究也是我國(guó)面源污染研究的主要形式，但我國(guó)研究多引用國(guó)外模型或加以修正。USLE在2000年我國(guó)因水土流失引發(fā)的氮、磷流失量匡算中得到應(yīng)用，經(jīng)驗(yàn)證后得出吸附態(tài)氮素和磷素的流失總量分別為104.22萬(wàn)t和34.65萬(wàn)t（楊勝天等，2006）。另外，各類面源污染模型在我國(guó)均有應(yīng)用，如AnnAGNPS模型在福建省九龍江典型小流域（黃金良等，2005）、GIS技術(shù)在漢江中下游（史志華等，2002）、SWAT模型在黑河流域（秦耀民等，2009）、RUSLE模型在江蘇省方便流域（姜小三等，2005）等的應(yīng)用。從水土流失面源污染的三個(gè)環(huán)節(jié)——降雨徑流、水土流失及污染物遷移過(guò)程出發(fā)，研究面源污染的實(shí)質(zhì)并進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，已成為水土流失面源污染的研究方向。
　　1.4 水土流失面源污染防控
　　水土流失與養(yǎng)分流失往往伴隨發(fā)生，而隨著地表徑流挾帶養(yǎng)分流失，則產(chǎn)生了面源污染。在國(guó)外，對(duì)于養(yǎng)分流失，許多學(xué)者做了大量的研究。Ahuja等（1981）研究表明次降雨過(guò)程中，隨徑流損失的養(yǎng)分只發(fā)生在土壤表層一定厚度內(nèi)。Flanagna等（1989）采用不同雨型對(duì)養(yǎng)分流失進(jìn)行了研究，結(jié)果表明雨型對(duì)徑流養(yǎng)分含量的影響無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。在坡度小于2%的試驗(yàn)研究中，徑流中的溶質(zhì)含量與產(chǎn)流時(shí)刻關(guān)系密切，而與雨強(qiáng)關(guān)系不明確（Walton et al.，2000a，2000b）。Alberts和Moldenhauer（1981）的研究表明，緩坡或陡坡農(nóng)田的氮、磷轉(zhuǎn)移和隨徑流流失的泥沙部分相聯(lián)系。針對(duì)土壤養(yǎng)分流失規(guī)律，國(guó)內(nèi)學(xué)者也進(jìn)行了大量的研究。邵明安和張興昌（2001）通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)坡地土壤養(yǎng)分流失的過(guò)程實(shí)際上是表層土壤養(yǎng)分與降雨、徑流相互作用的過(guò)程。馬琨等（2002）研究得出，雨強(qiáng)較小時(shí)，土壤養(yǎng)分流失以徑流挾帶為主；雨強(qiáng)較大時(shí)，以泥沙挾帶為主。徐泰平等（2006）在對(duì)不同降雨侵蝕力條件下的紫色土坡耕地的養(yǎng)分流失特征進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)

商品評(píng)論(0條)
暫無(wú)評(píng)論……
書(shū)友推薦
本類暢銷
編輯推薦
返回頂部
中圖網(wǎng)
在線客服