【摘 要】
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磷是影响湖泊、江河水体富营养化和藻类生长的关键因素,面源是水体磷负荷的主要贡献者,开展流域磷污染溯源研究,解析各潜在污染源的贡献对磷污染的控制及遏制水体富营养化具有重要意义。本研究以义乌市岩口水库流域为研究对象,在以磷指数法评估岩口水库流域不同用地类型土壤中磷流失风险的前提下,利用泥沙指纹识别技术及贝叶斯混合模型定量计算各个源区对流域的相对泥沙贡献率,在此基础上得到不同源地对颗粒态磷输出的相对贡献
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磷是影响湖泊、江河水体富营养化和藻类生长的关键因素,面源是水体磷负荷的主要贡献者,开展流域磷污染溯源研究,解析各潜在污染源的贡献对磷污染的控制及遏制水体富营养化具有重要意义。本研究以义乌市岩口水库流域为研究对象,在以磷指数法评估岩口水库流域不同用地类型土壤中磷流失风险的前提下,利用泥沙指纹识别技术及贝叶斯混合模型定量计算各个源区对流域的相对泥沙贡献率,在此基础上得到不同源地对颗粒态磷输出的相对贡献。以期通过对岩口水库流域的污染特点和关键源区的识别,为该区的水环境治理工作提供科学的参考。研究结果如下:(1)通过对P、Al2O3、As、Ba、Br、CaO、Ce、Cl、Co、Cr、Cu、Fe2O3、Ga、Hf、K2O、La、Mg O、Mn、Na2O、Ni、Pb、Rb、S、Sc、Si O2、Sr、Th、Ti、V、Y、Zn、Zr等潜在泥沙源地的指纹因子进行Kruskal-Wallis H检验以及多元判别分析得到能显著判别源地样品的最佳指纹因子组合:黄山溪流域,各潜在源地样品经检验判别得到的最佳指纹因子组合为CaO、Sc、Y,累积判别率为83.7%;斯何溪流域,各潜在源地样品经检验判别得到的最佳指纹因子组合为Ni、Sc、Y,累积判别率为87.8%,分辨效果显著,不同潜在源地样品可被较好地判别。(2)将判别得到的最佳指纹因子组合输入贝叶斯混合模型得到不同水文季节下(枯水季、梅雨季及台风雨季)各源地对黄山溪和斯何溪子流域沉积物泥沙的平均贡献率:在枯水季,黄山溪流域耕地、河岸、桃园、林地和道路建设用地对流域沉积物来源的平均贡献率分别为37.3%、22.6%、13.0%、7.5%和5.3%,斯何溪流域分别为16.1%、19.9%、30.5%、14.1%和8.9%。在梅雨季,黄山溪流域林地、河岸、桃园、耕地和道路建设用地流域沉积物来源的平均贡献率分别为8.80%、28.60%、9.00%、47.40%和6.30%,斯何溪流域为14.30%、17.40%、43.20%、17.20%和7.90%。在台风雨季,黄山溪流域林地、河岸、桃园、耕地和道路建设用地流域沉积物来源的平均贡献率分别为12.50%、30.30%、16.10%、33.30%和7.80%,斯何溪流域分别为15.80%、26.60%、29.50%、18.90%和9.20%。黄山溪流域,耕地是主要的泥沙来源;斯何溪流域,桃园是主要的泥沙来源;且在台风雨季,其余四种源地的泥沙贡献率均有所增长,可以看出受台风季高强度降雨的影响,随着降雨强度的增大,地表径流量、土壤侵蚀量都将急剧增加。(3)在得出流域泥沙来源的基础上,建立了流域颗粒态磷源汇的对应关系,得到不同源地对流域沉积物/悬浮物中颗粒态磷输出的相对贡献率。黄山溪流域耕地为其主要贡献源,河岸、桃园次之,林地及道路建设用地贡献率相对较少;斯何溪流域桃园为其主要贡献源,河岸、耕地次之。流域颗粒态磷贡献率与泥沙贡献率高低有所差异,但其相对贡献率的大小顺序与泥沙贡献率趋势相对一致。耕地桃园作为主要贡献源,其原因可能是由于人为耕作因素,荒地土壤松散,土壤侵蚀严重,斯何溪桃园面积大,红桃增收是当地居民主要经济来源,为提高桃园红桃产量,清耕作业频繁。且在种植耕作过程中追求产量过度施用磷肥等,使得磷含量较高,对流域颗粒态磷输出的贡献率高。
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