抚仙湖流域典型农田区面源污染及对策研究

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抚仙湖系云南九大高原湖泊之一,近年来,受流域内人类活动的影响,湖泊氮、磷浓度增加,水质呈逐年下降趋势。据调查抚仙湖污染物主要来自北岸农田的地表和地下径流。论文选取抚仙湖流域典型农田区(北岸农田)作为研究对象,详细分析了农业耕作对农田区地下水和地表水水质动态变化的影响:降雨及地下水埋深与地下水硝态氮浓度之间的响应关系;分述了降雨与梁王河径流量的特征及二者之间的关系;估算梁王河入湖污染负荷;最后针对典型农田区的特殊性,提出相应的抚仙湖流域面源污染防治对策。通过上述分析研究得出: 1.抚仙湖流域典型农田区地下水N、P含量的动态变化与农田耕作制度之间存在很好的相关性,一般水田地下水N含量显著高于同期的旱地,雨季旱地地下水P污染较水田严重。砂性土壤(4号田2006年)适量施用有机粪肥,可以显著降低土壤中N、P的淋溶损失;但若施用过量(1号田2007年水稻生长期),将会导致严重的地下水NH<,4><+>-N、P污染,进一步表明控制砂性土壤中有机肥施用量的重要性。农作物(尤其是烟草)收获之后的休闲期,上季作物残留物富含有机质,农田土壤有机磷含量大幅上升,导致地下水TP含量的激增,证实了有机磷较其他形态P素更易于淋失。 2.抚仙湖流域典型农田区地下水N污染以NO<,3><->-N为主,占TN含量的40%~60%,NO<,3><->-N浓度周年变化规律为:不管是水田还是旱地,都是雨季较高,尤其是降雨初期,旱季相对较低。久旱之后的第一场雨,降雨入渗导致地下水NO<,3><->-N浓度的上升幅度最大。该农田区地下水中NO<,3><->-N含量在Ⅰ~Ⅱ类(GB/T14848-93)地下水质范围内变化。地下水的流动将NO<,3><->-N带入抚仙湖,必须提前采取预防措施,防止湖泊受地下水N的污染。 3.整个监测期内,典型农田径流区河流——梁王河的TN平均浓度达3.98 mg·L<-1>,劣于V类水质(GB3838-2002,下同),最高值达23.92 mg·L<-1>,超出V类水质标准11倍,其中以无机氮(NO<,3><->-N、NH<,4><+>-N)为主,占TN含量61.3%;TP平均浓度为0.10 mg·L<-1>,为II类水质,其中PO<,4><3->-P占TP含量的55.1%。 4.梁王河水质受流域耕作制度的影响显著,休闲期和种植初期,地表植被覆盖度低,大水漫灌泡田的回流水量和降雨径流量相对较大,大量农田养分随水进入地表水体,导致较重的污染,且污染物浓度波动剧烈;后期随着覆盖度的增加和作物对养分的吸收利用,梁王河水质趋于稳定。可见,种植初期是控制农田养分流失的关键时期。施肥对梁王河水质存在一定的影响,尤其是施肥后立即进行大水灌溉或遇到强降雨,将会导致梁王河营养盐浓度急剧上升。 5.梁王河水质与降雨之间存在一定的相关性,降雨初期,污染物随降雨径流大量进入河流,导致浓度增大;到了降雨的后期,河水的稀释作用开始起主导地位,从而导致污染物浓度的降低。梁王河日入湖污染负荷与径流量呈显著相关性,负荷峰与径流峰基本一致。加强雨季田间的水肥管理是防治养分流失、遏制抚仙湖水质恶化的关键。
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