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[摘 要]水土流失是导致点污染变成面源污染的主要原因。过度的开垦土地、放牧,不合理的生产以及利用土地,使得土地表皮的土壤被雨水冲刷,还带走了养分。开展加强水土流失、面源污染防控研究,有着重要的实际意义,有利于保持水土更大限度地发挥现有水利工程效益,从而更好的保障区域流域的生态环境。阐述了水土流失、面源污染与水体环境的因果效应,在概括水土流失面源污染防控和模型化研究现状的基础上,提出了开展水土流失和面源污染研究的建议。
[关键词]水土流失;面源污染;防治对策
中图分类号:R157 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)29-0394-01
前言:随着点源污染的有效控制和治理,面源污染已成为影响水环境质量的重要污染源。在我国,很多水体尤其是湖泊、水库中面源污染对污染负荷的贡献已占到相当大的比例,对经济社会的可持续发展和群众生产生活造成严重影响。水土流失是面源污染的重要来源,过度垦殖、不合理的生产活动和土地利用方式导致土壤侵蚀、养分流失,在径流冲刷下形成面源污染。
1 库区水土流失、农业面源污染的因果关系、造成原因
1.1 水土流失、面源污染与水体环境的因果关系
面源污染就是一个以点污染为相对物的概念,在降水之后,或者经过径流的冲刷,使得地表土固体物质汇入水体,因此引起水体污染。其没有固定的排泄的地方,也没有固定的流通渠道,非常任意地发生。面源污染物最常见的是地表皮土壤被侵蚀,农民使用化肥、农药过多引起的化学物污染,还有居民区里面的水体流进水库所造成的污染。它不仅分布面积广,危害性强,而且人们很难准确、实时、及时对它进行有效的监测、观察和防范。而水土流失,是指在外力作用的影响下,地表物质发生迁移、沉积,简单地说就是水土被迫发生移动到其它的地方。地表上存在着各种各样的物质,除了径流和泥沙,还有很多其它的金属物质、有机物、化学物以及有毒物,在降水到径流到侵蚀到水污染负荷输出的过程中,污染物经过水力作用、风力作用,汇入水体,破坏了水体原本的生态平衡。根据专家结论,水土流失是在侵蚀的基础上,固体物质溶解在水体中的过程。它和面源污染有着因果关系,而土壤的侵蚀是水体污染的主要原因,因为在径流和泥沙中含有大量的养分,无法避免地,也会造成土地养分的流失。
1.2 库存水土流失、农地面源污染的造成原因
水土流失和面源污染的防范与控制,我们必须查找出影响它们的原因。面源污染的发生是水土流失所造成的,由此可以推测,引起水土流失的原因必定也对面源污染有很大的影响。因此,在库区所生长的植物种类非常丰富,生物群落复杂。这为库区农业开发提供了有利的条件。但是,在这一片地区的内,山地是其主要土地类型,加上人口集中,科学技术的落后,农地的不合理利用,植被破坏,引起了库区的水土流失严重化,给库区的生态环境面临危机。库区在地形的构造上非常复杂,褶皱很多,沟壑明显,在外力的侵蚀下,较高的山地极其容易被破坏。库区降水集中在夏季,农业活动也主要集中在夏季的雨季中,不同的农作物会在不同的月份下种植,虽然目前在库区实施了一部分退耕还林、实施坡改梯的方式来控制水土流失,也有一定程度的效果,但是,这种方式的投入成本很高。
1.3 其他水体富营养化指标变化
水体富营养化主要是由于输入水体的N、P元素过量,超过了水体的自我净化能力,在水体和底泥中富集,引起藻类等水生植物过度生长,破坏原有的生态系统群落结构。同时大量有机污染物的输入,消耗水体中的溶解氧,引起水体动物死亡,破坏水体的健康体系。其余监测断面均为硬质水泥驳岸,水生态系统和陆地生态系统被隔断,水体中藻类含量较少。由于每个断面取样均为河道中央位置上层水样,取样点没有任何水生植物,同时河底和河岸水生植物的影响也很小,故随着温度升高饱和溶解氧含量下降,影响水体溶解氧含量。
2 水土流失面源污染防控研究
2.1 水土流失面源污染影响因素
水土流失面源污染的防控与其影响因素密切相关。面源污染物的產生主要以水土流失为途径,因此影响水土流失的主要因素对面源污染也有很大影响。自然因素包括降雨、坡度、下垫面条件、土壤初始含水率、植被覆盖率等,近地表土壤水文条件对坡面的侵蚀过程产生显著影响,进而影响到面源污染物的迁移过程。水土流失产生的泥沙一方面给水体带来物理、化学、生物等方面的污染,另一方面当水环境条件发生改变时,由废污水携带的泥沙吸附的污染物质被解吸到水相中造成二次污染,故土壤与化学物质之间的相互作用等是决定泥沙和径流携带化学物质浓度的关键因素。
2.2 水土流失面源污染防控
面源污染控制主要有3种途径:第一种是对污染源系统的控制,第二种是对污染物运移途径的控制,第三种是对污染汇系统的控制。水土保持措施对前两种控制途径均有重要影响,尤其是生物措施,通过提高植物覆蓋度、改善土壤质地、增强土壤团粒结构、增加土壤微生物种类和数量、改善土壤水分条件等,对化肥、农药、重金属等污染物的植物吸收、微生物降解、化学降解等具有显著的正向促进作用,能减少污染源系统的污染物通量。它是指任何能够减少或预防水资源污染的方法、措施或操作程序,其工程措施既包括修建沉沙池、渗滤池和集水设施等传统的工程措施,也包括建设湿地、植被缓冲区和水陆交错带等新兴的生态工程措施。我国学者采用设置径流小区进行天然降雨观测和人工模拟降雨试验等方法,对生物毯、生物带、秸秆覆盖、鱼鳞坑、梯田、台地等不同水保措施防治面源污染的效果进行了研究。此外,生态清洁型小流域建设是防治流域内水土流失和面源污染的主要措施。
2.3 水土流失与面源污染模型化研究
水土流失与面源污染负荷定量化研究是流域污染环境治理的基础工作,而利用土壤侵蚀模型、水质模型、水文模型和有关污染模型来估算和模拟污染负荷,是对面源污染规律进行评价研究的基本方法。水土流失面源污染的实质在于水土流失,因此修正后的水土流失预测预报模型可用于面源污染监测。根据模型原理和模拟过程,面源污染模型通常可分为经验模型或黑箱模型、物理模型或过程模型、概念模型、随机模型等模型化也是我国面源污染研究的主要方向,但目前多为引用国外模型或加以修正。目前,从水土流失面源污染的3个环节———降雨径流、水土流失及污染物迁移等过程出发,研究面源污染的实质和特征并进行预测预报,已成为水土流失面源污染重要的研究方向。
3.结语
水土流失不仅导致土地退化、耕地毁坏,制约山区经济社会发展,而且加剧江河湖库淤积和洪涝灾害,恶化生存环境,对我国的生态安全构成重大威胁。虑到水土流失与面源污染之间关系密切,同时认为今后我国亟待加强由水土流失引起的面源污染问题研究,
参考文献
[1] 胡宝祥,马友华.水土流失及其对农业非点源污染的影响[J].中国农学通报,2008(06):408-412.
[2] 杨爱民,王浩,孟莉.水土保持对水资源量与水质的影响研究[J].中国水土保持科学,2008,6(02):72-76.
[关键词]水土流失;面源污染;防治对策
中图分类号:R157 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)29-0394-01
前言:随着点源污染的有效控制和治理,面源污染已成为影响水环境质量的重要污染源。在我国,很多水体尤其是湖泊、水库中面源污染对污染负荷的贡献已占到相当大的比例,对经济社会的可持续发展和群众生产生活造成严重影响。水土流失是面源污染的重要来源,过度垦殖、不合理的生产活动和土地利用方式导致土壤侵蚀、养分流失,在径流冲刷下形成面源污染。
1 库区水土流失、农业面源污染的因果关系、造成原因
1.1 水土流失、面源污染与水体环境的因果关系
面源污染就是一个以点污染为相对物的概念,在降水之后,或者经过径流的冲刷,使得地表土固体物质汇入水体,因此引起水体污染。其没有固定的排泄的地方,也没有固定的流通渠道,非常任意地发生。面源污染物最常见的是地表皮土壤被侵蚀,农民使用化肥、农药过多引起的化学物污染,还有居民区里面的水体流进水库所造成的污染。它不仅分布面积广,危害性强,而且人们很难准确、实时、及时对它进行有效的监测、观察和防范。而水土流失,是指在外力作用的影响下,地表物质发生迁移、沉积,简单地说就是水土被迫发生移动到其它的地方。地表上存在着各种各样的物质,除了径流和泥沙,还有很多其它的金属物质、有机物、化学物以及有毒物,在降水到径流到侵蚀到水污染负荷输出的过程中,污染物经过水力作用、风力作用,汇入水体,破坏了水体原本的生态平衡。根据专家结论,水土流失是在侵蚀的基础上,固体物质溶解在水体中的过程。它和面源污染有着因果关系,而土壤的侵蚀是水体污染的主要原因,因为在径流和泥沙中含有大量的养分,无法避免地,也会造成土地养分的流失。
1.2 库存水土流失、农地面源污染的造成原因
水土流失和面源污染的防范与控制,我们必须查找出影响它们的原因。面源污染的发生是水土流失所造成的,由此可以推测,引起水土流失的原因必定也对面源污染有很大的影响。因此,在库区所生长的植物种类非常丰富,生物群落复杂。这为库区农业开发提供了有利的条件。但是,在这一片地区的内,山地是其主要土地类型,加上人口集中,科学技术的落后,农地的不合理利用,植被破坏,引起了库区的水土流失严重化,给库区的生态环境面临危机。库区在地形的构造上非常复杂,褶皱很多,沟壑明显,在外力的侵蚀下,较高的山地极其容易被破坏。库区降水集中在夏季,农业活动也主要集中在夏季的雨季中,不同的农作物会在不同的月份下种植,虽然目前在库区实施了一部分退耕还林、实施坡改梯的方式来控制水土流失,也有一定程度的效果,但是,这种方式的投入成本很高。
1.3 其他水体富营养化指标变化
水体富营养化主要是由于输入水体的N、P元素过量,超过了水体的自我净化能力,在水体和底泥中富集,引起藻类等水生植物过度生长,破坏原有的生态系统群落结构。同时大量有机污染物的输入,消耗水体中的溶解氧,引起水体动物死亡,破坏水体的健康体系。其余监测断面均为硬质水泥驳岸,水生态系统和陆地生态系统被隔断,水体中藻类含量较少。由于每个断面取样均为河道中央位置上层水样,取样点没有任何水生植物,同时河底和河岸水生植物的影响也很小,故随着温度升高饱和溶解氧含量下降,影响水体溶解氧含量。
2 水土流失面源污染防控研究
2.1 水土流失面源污染影响因素
水土流失面源污染的防控与其影响因素密切相关。面源污染物的產生主要以水土流失为途径,因此影响水土流失的主要因素对面源污染也有很大影响。自然因素包括降雨、坡度、下垫面条件、土壤初始含水率、植被覆盖率等,近地表土壤水文条件对坡面的侵蚀过程产生显著影响,进而影响到面源污染物的迁移过程。水土流失产生的泥沙一方面给水体带来物理、化学、生物等方面的污染,另一方面当水环境条件发生改变时,由废污水携带的泥沙吸附的污染物质被解吸到水相中造成二次污染,故土壤与化学物质之间的相互作用等是决定泥沙和径流携带化学物质浓度的关键因素。
2.2 水土流失面源污染防控
面源污染控制主要有3种途径:第一种是对污染源系统的控制,第二种是对污染物运移途径的控制,第三种是对污染汇系统的控制。水土保持措施对前两种控制途径均有重要影响,尤其是生物措施,通过提高植物覆蓋度、改善土壤质地、增强土壤团粒结构、增加土壤微生物种类和数量、改善土壤水分条件等,对化肥、农药、重金属等污染物的植物吸收、微生物降解、化学降解等具有显著的正向促进作用,能减少污染源系统的污染物通量。它是指任何能够减少或预防水资源污染的方法、措施或操作程序,其工程措施既包括修建沉沙池、渗滤池和集水设施等传统的工程措施,也包括建设湿地、植被缓冲区和水陆交错带等新兴的生态工程措施。我国学者采用设置径流小区进行天然降雨观测和人工模拟降雨试验等方法,对生物毯、生物带、秸秆覆盖、鱼鳞坑、梯田、台地等不同水保措施防治面源污染的效果进行了研究。此外,生态清洁型小流域建设是防治流域内水土流失和面源污染的主要措施。
2.3 水土流失与面源污染模型化研究
水土流失与面源污染负荷定量化研究是流域污染环境治理的基础工作,而利用土壤侵蚀模型、水质模型、水文模型和有关污染模型来估算和模拟污染负荷,是对面源污染规律进行评价研究的基本方法。水土流失面源污染的实质在于水土流失,因此修正后的水土流失预测预报模型可用于面源污染监测。根据模型原理和模拟过程,面源污染模型通常可分为经验模型或黑箱模型、物理模型或过程模型、概念模型、随机模型等模型化也是我国面源污染研究的主要方向,但目前多为引用国外模型或加以修正。目前,从水土流失面源污染的3个环节———降雨径流、水土流失及污染物迁移等过程出发,研究面源污染的实质和特征并进行预测预报,已成为水土流失面源污染重要的研究方向。
3.结语
水土流失不仅导致土地退化、耕地毁坏,制约山区经济社会发展,而且加剧江河湖库淤积和洪涝灾害,恶化生存环境,对我国的生态安全构成重大威胁。虑到水土流失与面源污染之间关系密切,同时认为今后我国亟待加强由水土流失引起的面源污染问题研究,
参考文献
[1] 胡宝祥,马友华.水土流失及其对农业非点源污染的影响[J].中国农学通报,2008(06):408-412.
[2] 杨爱民,王浩,孟莉.水土保持对水资源量与水质的影响研究[J].中国水土保持科学,2008,6(02):72-76.