湖北省淦河十好橋控制流域降雨徑流及非點源氮磷通量特征研究

發(fā)布時間：2020-06-05 18:47

【摘要】：隨著點源污染有效地控制和防治,非點源污染問題日益突出。湖北省咸寧市是一個典型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重點區(qū)域,農(nóng)村非點源污染已經(jīng)取代點源污染成為水環(huán)境污染的重要來源。本文選擇湖北省咸寧市淦河十好橋控制流域為研究對象,結合GIS技術,利用歷史資料、現(xiàn)場監(jiān)測、室內(nèi)分析測試等方法,研究了十好橋控制流域降雨和徑流的變化特征、徑流中氮、磷荷載的動態(tài)變化及其與徑流的關系。主要研究結論如下:(1)十好橋控制流域具有山區(qū)的典型特征。研究流域面積為605km2,土地利用類型以林地、草地等原生態(tài)為主,森林覆蓋率較高;林地、水田、旱地、城鎮(zhèn)及工礦用地、水域、草地、裸土地面積占比分別為65.66%、11.00%、7.38%、2.59%、1.00%、12.32%、0.05%。林地面積為397.24平方千米,其中有林地,疏林地的面積較大。草地面積面積為74.54平方千米,其中高覆蓋度草地和低覆蓋度草地的面積較大。農(nóng)業(yè)用地面積面積為111.20平方千米,其中水田面積為66.55平方千米;旱地面積為44.65平方千米。裸土地面積為0.30平方千米,面積占比為0.05%。土壤類型主要有紅壤、石灰土、水稻土,面積占比分別為67.30%、17.20%、14.50%。紅壤土類,包括紅壤和紅壤性土2個亞類;石灰土土類,以棕色石灰土為主;水稻土土類,主要是近潴育型水稻土。紅壤性土和石灰土層淺薄,遇較大的雨量易形成地表徑流和水土流失,水稻土保水性較好。(2)十好橋控制流域降雨徑流的主要特征,降雨和徑流年內(nèi)年際分配不均,年徑流系數(shù)與雨量級成正相關。年內(nèi)汛期4-9月降雨量占全年總雨量比例69.2%,而非汛期僅占30.8%。年降雨量最大可達2116.3 mm,最小僅953.3mm。徑流深最大1633.31mm,最小僅601.7mm。該流域徑流系數(shù)在0.51~0.57之間變動,枯水年份農(nóng)業(yè)灌溉用耗水增加,徑流受人類活動影響明顯。(3)河道徑流量大小受人類活動的影響程度與降雨量的大小成正相關。本次試驗野外監(jiān)測6次降雨徑流過程,分析表明,河道流量變化過程和降雨過程形態(tài)基本一致,水位流量過程起漲響應時間均出現(xiàn)在降雨后1~3h,洪水峰值均滯后暴雨峰值8.5~11.5h。洪水洪峰與短歷時高強度暴雨有直接的關系,次暴雨最大造峰雨強與洪峰流量呈正相關。前期影響雨量是反映土壤濕潤程度的重要指標,對次徑流量影響極大。同時,暴雨中心不同,徑流過程與徑流量也相差較大。暴雨中心在下游的雨型57%的降雨量轉化為河道徑流,而暴雨中心在上游的只有37%,同時洪峰流量、洪峰出現(xiàn)時間均有較大差異。(4)氮磷荷載大小與降雨量和徑流量呈正相關。降雨量越大,產(chǎn)生的徑流越多,盡管氮磷濃度有所降低,但河道內(nèi)遷移的污染物質(zhì)量更多,荷載污染物的總量也更大。歷史資料分析和次降雨徑流氮磷通量過程分析顯示,總氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮和氨氮的通量與流量的變化一致,而總磷的通量變化較平緩。氨氮與總氮濃度峰值出現(xiàn)時間均早于徑流峰值。大中型洪水產(chǎn)生的污染物荷載量遠遠超過一般洪水或枯水。流域多年平均流量18.06m3/s,多年資料計算的總氮負荷模數(shù)在470.2~932.5kg/a·km2之間。(5)硝態(tài)氮是十好橋控制流域河道徑流中的氮素污染物的主要成分。
【圖文】：

站網(wǎng),控制流,水系

華中農(nóng)業(yè)大學 2017 屆碩士研究生學位（畢業(yè)）論文2 材料與方法2.1 研究流域概況2.1.1 典型流域——十好橋控制流域試驗選擇的典型流域為湖北省咸寧市淦河流域中上游，徑流監(jiān)測斷面為淦河十好橋水文站，以下簡稱為“十好橋控制流域”。淦河系長江中游南岸支流金水上游的主干，發(fā)源于幕埠山脈南麓，通山縣萬家鄉(xiāng)王家垅。北流經(jīng)通山、咸安兩縣區(qū)，于咸安區(qū)官埠橋鎮(zhèn)窯咀村龔家灣注入斧頭湖，于武漢市江夏區(qū)法泗鎮(zhèn)新河口流出斧頭湖后，北流至金口街辦注入長江，為長江的一級支流。其所在地理位置、水系站網(wǎng)布置如圖 2-1。

占比,型面,土地利用,類型分布