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随着点源污染控制水平的不断提高,非点源污染的重要性逐渐被人们所重视,我国的许多主要流域,非点源污染已经超过了点源污染,是威胁水环境质量的重要因素之一。本文在监测的基础上,对渭河流域非点源污染监测与贡献率分析、融雪径流监测与分析、农药非点源污染、土地利用变化与非点源污染控制措施对非点源污染的影响效果模拟几个关键问题进行研究。本研究的开展,不仅对全面认识水污染的成因具有重要的科学意义,而且对水环境的综合治理与水资源保护具有重要的现实意义,还对渭河、西安的水环境改善起着举足轻重的作用。同时,考虑到非点源污染的普遍性和我国在农药非点源污染方面开展的研究很少,本文的研究方法与结果也可供其它类似地区和流域借鉴。本文取得的主要研究成果有: (1)于2009年6月-2010年11月,对灞河流域马渡王水文站断面进行了9次洪水过程和2次非洪水过程水质水量同步监测。分析了灞河流域氮、磷、COD污染特征:洪水期各指标的浓度值均小于非洪水期各指标的浓度,各指标负荷输移速率随时间的变化趋势和径流量变化趋势基本一致,首先逐渐增大达到峰值,然后逐渐减小。计算了2009年马渡王水文站断面非点源负荷,得出非点源污染在灞河水污染中占较大比重,采用水文分割法计算的2009年灞河流域马渡王断面NSP负荷COD、总氮、氨氮、总磷所占总负荷相应的比例分别为29.92%、31.48%、47.39%、34.66%。采用平均浓度法计算的2009年灞河流域马渡王断面NSP负荷COD、总氮、氨氮、总磷所占总负荷相应的比例分别为31.86%、32.69%、42.21%、34.42%。 (2)对西安市融雪径流污染进行了监测,并对融雪径流污染特征和负荷量进行了初步分析,分析了融雪径流污染特征:融雪径流污染具有一定的初期效应,同一采样点的融雪径流水质,初期融雪径流浓度高于后期的融雪径流浓度,不同土地利用的融雪径流水质差异较大,原雪水的水质相对较好,其它土地利用类型融雪径流水质较差。计算西安市市区三环以内“20091111”暴雪径流SS、COD、Cu、总氮、总磷指标非点源污染负荷分别为889t、298t,16.1t、15t、7.7t。 (3)在灞河流域成功建立了基础信息数据库,并在此基础上构建了灞河流域SWAT分布式模型,对SWAT模型进行了参数敏感性分析、不确定性分析、率定与验证,确定了模型主要参数在灞河流域的取值范围。结果表明,SWAT模型可用于灞河流域非点源污染的长期模拟,并利用率定好的模型对灞河流域不同频率年进行了非点源污染分布式模拟,得出随着径流量不同氮、磷、DDT非点源污染物负荷相差很大,在偏丰年各种非点源污染物负荷都比较大,一般年居中,而偏枯年非点源污染物负荷最小,并对非点源污染关键源区进行了识别。 (4)对渭河流域农药非点源污染进行了研究。2009年7月-2011年4月,对渭河流域进行了5次农药非点源污染监测,监测指标包括有机氯农药六六六、DDT,有机磷农药甲基对硫磷、马拉硫磷、辛硫磷、敌敌畏、敌百虫、毒死蜱、乐果,拟除虫菊酯类农药溴氰菊酯(敌杀死),除草剂乙草胺。分析了渭河流域农药非点源污染特征:渭河流域农药非点源污染各监测指标,除了DDT、乙草胺、乐果在个别时段有检出外,其他指标均未检出。在检出的指标当中,DDT只在灞河流域马渡王断面2009年9月洪水期检出,而在其它流域均未检出;乙草胺、乐果在沣河秦渡镇、干流成阳、临潼、泾河张家山、灞河马渡王断面2011年4月非洪水期检出。其中乐果干流各断面的监测值均高于支流各断面的监测值,干流的临潼断面监测值高于成阳断面监测值;在支流各断面中灞河马渡王断面监测结果高于沣河秦渡镇断面和泾河张家山断面。而乙草胺在各断面的监测结果较为接近,干流咸阳断面、支流灞河马渡王断面的监测值略低于其它监测断面。对比黄河中下游水体中DDTs的含量0.06-10.84ng/L,灞河马渡王断面水体中DDT的浓度还是较高的,达到了0.74ug/l。应用SWAT模型对灞河流域2001-2006年DDT非点源污染负荷进行了模拟,得出灞河流域DDT的非点源污染年均负荷负荷为183.8kg。 (5)进行了灞河流域1980~2005年土地利用变化趋势及其对非点源污染的影响研究,分析了土地利用变化对非点源污染的影响:1980~2005年这25年间,灞河流域土地利用发生了变化,呈增加趋势的有城镇用地、农村居民点、水域,呈减少趋势的有耕地、林地、草地。1980年土地利用条件下的非点源污染负荷的模拟结果均小于2005年土地利用条件下的模拟结果。相同条件下不同土地利用类型所产生的非点源污染程度不同,植被覆盖可减少地表径流、泥沙负荷以及非点源污染负荷的产生,增加林地有利于非点源污染的控制。 (6)应用SWAT模型,对灞河流域水土保持、化肥农药施用水平、退耕还林及综合措施等非点源污染控制措施对非点源的影响效果进行了模拟。评价了不同措施对非点源污染的影响:水保措施对氮、磷、DDT的削减效果均较为明显,其削减率最高可达44.4%;减少施肥施药量措施对溶解磷、总磷、硝氮、DDT的削减效果较为明显,对DDT的削减率可达50.92%;减少表层土壤施肥量占总施肥量的比例措施对溶解磷、总磷的削减效果较为明显,其削减率分别为36.03%、21.32%;退耕还林措施对于各项指标都有着明显的削减作用,尤其是对硝氮的削减,削减率可达30%,对DDT的削减效果也较好,削减率达到了24.87%,对于其它各指标的削减率均在10%以上;综合措施对于各项指标均有着很好的削减作用,对DDT的削减率达到了70%以上,对于硝氮、溶解磷的削减效果也较好,削减率分别为46.85%、44.49%,其它各指标的削减率均在20%以上。