河流氮磷污染过程的小波分析及其环境影响因子定量表征

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaodong0814
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着点源污染得到有效治理,非点源污染已成为许多地区水质超标的主要原因。与点源污染不同,非点源污染受诸多环境因素的影响,发生和发展过程具有变异性、随机性、滞后性等特点,对非点源污染的定量研究和有效治理仍面临较大挑战。定量识别流域非点源污染氮磷输出量和入河量是有效控制非点源污染的关键基础。本研究以浙江省绍兴市长乐江流域为研究对象,基于2003~2016年间的水文水质监测数据,建立了长乐江氮磷污染的LOADEST模型,模拟了河流氮磷污染的连续变化趋势;采用小波分析方法,分析了河流氮磷负荷量的周期性变化规律;定量分析了驱动流域非点源污染发生的降雨因子和影响流域非点源污染发展过程的地形因子、地表径流因子、地下蓄渗因子和植物截留因子;最后,采用基于河流一维水质方程-输出系数耦合方程和影响污染物入河过程的环境影响因子,估算了长乐江流域氮磷污染物的入河量和输出量。主要研究结果如下:(1)在2003~2016年间,长乐江平均流量为16.39m3·s-1,河流水质受到氮、磷等营养物质的明显污染。河流出口监测断面总氮(TN)多年监测浓度变化范围为0.20~13.29mg·L-1,多年平均浓度为3.75±0.91mg·L-1,远超该地区参照基准值(1.70 mg·L-1);总磷(TP)多年监测浓度变化范围为0.01~0.69 mg·L-1,多年平均浓度为0.14±0.09mg·L-1,处于地表水III类水水平;LOADEST模型估算结果表明长乐江TN的年均负荷量为2208±862t·yr-1,TP年均负荷为71±32 t·yr-1。河流的TN和TP负荷量都与径流量高度相关,但与TN和TP浓度的相关性较弱。(2)2003~2016年期间,长乐江TN和TP负荷量存在明显的周期性变化,TN和TP负荷量都以18个月的时间尺度为主发生着多时频的周期性变化,但TP负荷量的变化强度要比TN负荷量的变化强度弱,且两者的小波系数频谱等值线图与河流流量的相似性较大,都存在相同的时间尺度和震荡发生日期;进一步对TN和TP负荷量的小波方差展开分析,揭示了TN和TP负荷量周期性的变化是由河流流量的周期变化引起的,而与TN和TP的浓度变化相关性较小。(3)驱动流域氮磷非点源污染发生的降雨因子,以及影响流域非点源污染发展过程的地形因子、地表径流因子、地下蓄渗因子和植物截留因子均表现出一定的空间差异性:TN的降雨驱动因子变化范围为1.15~1.24,均值为1.20,TP的降雨驱动因子变化范围为1.22~1.33,均值为1.28;地形因子变化范围为0~2.22,均值为0.77;SCS-CN模型方法计算得到的TN地表径流值在1207~1597mm之间,均值为1463mm,以土壤流失通用方程计算得到的TP年侵蚀量在0~1433t·hm-2·a-1,均值为140t·hm-2·a-1;地下渗蓄因子的变化范围为1.00~1.04,均值为1.01;TN、TP植物截留因子均值分别为3.66和3.37;尽管不同环境影响因子之间存在强烈的共线性,但是考虑到这些环境影响因子与污染物运移关系的直接性,认为地表径流和植物截留是长乐江流域非点源污染发展过程的主要环境影响因子。(4)2003~2016年期间,长乐江流域水田、旱地、人居地、林地和荒地的TN输出系数分别为26.34±0.41kg·ha-1·yr-1、64.79±0.40 kg·ha-1·yr-1、42.97±0.38 kg·ha-1·yr-1、9.00±0.78 kg·ha-1·yr-1和6.38±3.47kg·ha-1·yr-1,TP输出系数分别为2.29±0.44kg·ha-1·yr-1、2.28±0.44kg·ha-1·yr-1、4.57±0.29 kg·ha-1·yr-1、1.38±0.88 kg·ha-1·yr-1和0.57±0.89kg·ha-1·yr-1;流域TN、TP入河量分别为1745t·yr-1和128t·yr-1。对不同土地利用类型的TN、TP入河量进行来源解析,其中对TN入河量贡献率从大到小排序为:旱地(51%)、水田(20%)、林地(16%)、人居地(11%)和荒地(1%),对TP入河量贡献率从大到小排序为:林地(34%)、旱地(25%)、水田(24%)、人居地(16%)和荒地(1%)。
其他文献
针对微电网中常规电力电子接口变换器和传统同步发电机的区别,采用一种基于虚拟同步发电机技术的变换器,通过对功率外环和电磁方程的设计,使得电力电子变换器具有同步发电机
喷丸机用于航空产品盘类零件和轴类零件的表面强化处理。针对不同零件要求有不同丸粒以及丸粒流量和速度来进行工作。要提高现有国内喷丸工艺水平,按国外先进的工艺条件要求,
近年来智能手机的普及、优化设计,使基于手机的SMS平台系统得以实现。在优化设计系统的总体结构,使用SMS技术优化构建系统SMS平台,方便了用户获得所需要的信息,为用户提供了
以交流接触器为研究对象,利用高速摄像机拍摄记录接触器的动态过程,在Matlab上对图像进行滤波去噪、OTSU阈值分割得到最佳阈值,进行二值化等图像处理后,获得衔铁、触头运动轨
近年来,我国的经济增长速度比较快,城镇化的进程也在加快,经济建设已经进入到了一个新的阶段。在我国已经进入新常态的背景下,建设节约型、环境友好型社会,降低单位GDP能耗,
随着经济的发展和物质文化生活水平的不断提高,各种家用电器——电视机、空调器、电冰箱、电风扇、洗衣机、组合音响、电磁炉、电脑、手机等已经成为现代都市家庭不可或缺的东西。然而,各种家用电器和电子设备在使用过程中会产生多种不同波长和频率的电磁波,这些电磁波充斥空间,危害人体健康,成为新的污染:“电磁污染”。    电磁污染危害人体的机理    电磁污染危害人体的机理主要是热效应、非热效应和累积效应等。 
根据谐振式无线电能传输原理,建立了系统的电路模型,同时推导和研究了系统的负载功率、传输效率与谐振频率、传输距离和线圈电感量等系统特性间的关系。通过仿真确定了线圈电
中、蒙两国睦邻友好,历史悠久。随着两国在经贸、文化等多方面的交流不断加深,汉外来语占据着越来越重要的地位。本文主要采用举例说明的方法,从三个方面介绍了汉外来语:第一部分
地震能引起地下水的动态变化,以井水位的观测现象最为丰富,在时间上可以出现在震前、同震和震后,在空间上可以出现在震源、震中和距离震中数千公里以外,其变化形态多种多样,
工科高校信息文科团队是新兴的交叉学科团队,其建设具有复杂性和系统性。基于信息文科产生的背景和发展现状,文章依据项目化管理思想,从团队发展目标、发展阶段划分、团队资源配