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目前,农业面源污染逐渐成为影响水环境质量的主要因素之一,加强农业面源污染的防控和管理对改善区域水环境具有非常重要的意义。近年来,受农业面源污染的影响,被誉为云南高原明珠的洱海水质呈逐渐恶化的趋势。凤羽河位于洱海流域农业面源污染发生较为严重的北部区域,是洱海的主要来水之一,对洱海入湖水量和水环境具有重要调控的作用。本研究以凤羽河流域为例,采用野外实地监测、SWAT面源污染模型、磷指数模型和输出系数等方法,对农业面源氮磷污染物的产生、迁移及其输出的时间变化规律和空间分布特征进行研究,识别了农业面源污染的关键期和关键区,为提高肥料利用率、减少农田面源污染、保护高原湖泊洱海水环境安全提供依据,对于其它流域的氮磷负荷估算和农业面源污染防控也具有重要参考价值。主要研究结论如下:(1)通过对实测数据进行分析,研究表明降雨径流及河流中氮磷的浓度呈明显的季节性变化规律,且氮、磷及其溶解态和颗粒态之间存在一定差异。汛期(6-11月)内的降雨、基流、地表径流及总径流分别占全年的90.2%、60.8%、91.2%和66.9%。总径流中溶解态氮的浓度6月年内最高,而颗粒态氮8月最高;与氮相比,溶解态和颗粒态磷浓度除在暴雨期8月较高外,其他月份一般处于较低水平。此外,污染物的输出与地表径流和土壤侵蚀关系密切。总径流中颗粒态氮、溶解态磷、颗粒态磷浓度与泥沙及地表径流呈显著正相关关系,硝态氮及溶解态氮与基流呈显著负相关关系,泥沙与总径流量及地表径流量存在显著的正相关性。(2)流域出口输出的氮磷负荷也呈明显的季节性变化特征,汛期(6-11月)是凤羽河流域氮磷输出的关键期,并且地表径流是其输出的主要途径。流域内全年输出的总氮负荷为77.63t,其中溶解态占76.0%;总磷负荷为19.07t,其中颗粒态占74%。汛期贡献了全年58.1%的硝态氮、63.0%的溶解态氮、83.6%的颗粒态氮、68.0%的总氮、88.6%的溶解态磷、90.4%的颗粒态磷和90.0%总磷输出负荷,其中,7-9月污染物输出负荷最高,尤以8月最甚。仅就汛期而言,地表径流虽然仅占到全年总径流的18.2%,却输出了42.5%的颗粒态氮、46.9%的溶解态磷、60.9%的颗粒态磷和57.3%的总磷负荷。(3)根据流域总出口两年的实测水文、水质数据,对构建的凤羽河流域SWAT面源污染模型分别进行了校准、验证,结果表明SWAT模型在该流域具有很好的适用性。径流、泥沙、总氮和总磷的校准、验证结果显示:模拟值和实测数据的决定系数R2和纳什系数Ens均达到校准和模拟精度要求。(4)通过SWAT模型模拟,明确了流域内氮磷污染物产生、输出空间分布特征及河道迁移规律。不同子流域单位面积总氮、总磷产生量和输出量存在一定的差异。流域内单位面积总氮产生量在0.00-17.69kg/ha之间,输出量在0.00-14.55kg/ha之间;总磷单位面积产生量在0.01-1.82kg/ha之间,输出量在0.01-1.62kg/ha之间。氮、磷在不同子流域的迁移过程存在较大差异,且在同一子流域内氮和磷的迁移也存在差异。(5)基于排污系数和输出系数解析了污染源贡献特征。养殖源贡献了流域内70%以上的总氮、总磷排放和输出负荷,种植源贡献率次之,农村生活源最小。(6)根据高原流域的地形地貌特点,参考其他磷指数评价体系,通过对国外成熟磷指数-Iowa磷指数评价体系进行简化和修正,建立了云南高原流域尺度的磷指数评价体系。将该体系应用到凤羽河流域,分别评估了溶解态和颗粒态两种不同形态磷的流失风险,结果表明:两种形态磷的流失较高和最高风险区均分布于河流两侧100米的范围内,并且溶解态磷主要位于河流中下游的农田区,而颗粒态磷在河流上游草地和中下游的农田区均有分布。(7)综合水文水质实测结果和SWAT模型模拟结果,确定了凤羽河流域农业面源污染防治的关键期和关键区。汛期为总体防治的关键期,其中,降雨径流及污染物输出最为突出的暴雨期(8月)为控制关键期,污染物浓度高但输出负荷低的汛期前期(6月)为预防关键期。子流域3、5、15为防治关键区,结合磷指数评价结果,进一步得出关键区内河流两侧100米的农田区是管理措施重点考虑区域。