干旱對馬頰河流域水環(huán)境的影響研究.pdf

1、受氣候變化的影響，干旱的頻發(fā)、廣發(fā)對水環(huán)境造成了嚴重影響，引發(fā)了水資源短缺、水質(zhì)惡化、水生生物多樣性降低等一系列的資源、環(huán)境、生態(tài)效應(yīng)。當(dāng)前國內(nèi)外對干旱對水量的影響已經(jīng)進行了大量的研究，對水質(zhì)影響的相關(guān)研究卻較少。從環(huán)境影響的角度看，干旱事件由于其持續(xù)時間長，空間影響范圍大，被認為對水環(huán)境的危害性更大。一方面，干旱通過改變地表水體的物理、化學(xué)與生物過程來影響地表水體的水質(zhì)，另一方面，干旱通過影響面源污染物的入河，尤其是在當(dāng)前旱澇交替的氣

2、候背景下，面源污染物的大量累積與入河可能會加劇干旱對水環(huán)境的影響。隨著對干旱對水環(huán)境影響研究的不斷深入，國內(nèi)外研究學(xué)者在認識到干旱期及干旱區(qū)的水環(huán)境問題后，開始從機理、驅(qū)動因素等方面來研究干旱對水環(huán)境的影響。因此，進一步明晰干旱對水環(huán)境影響機理，結(jié)合當(dāng)前干濕交替的氣候背景，明確在干旱影響下水環(huán)境中污染物累積、遷移轉(zhuǎn)化及入河的演變，以及在不同干濕交替情境下面源污染物的浸出率、產(chǎn)污率是水污染防治、水資源保護、生態(tài)環(huán)境保護及適應(yīng)氣候變化都亟須

3、解決的核心問題。
　　本文在“自然-社會”二元水循環(huán)的理論指導(dǎo)下，以氣象學(xué)、水文學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境學(xué)及其交叉學(xué)科為研究背景，明晰了干旱與水環(huán)境的相互作用機制，并且以野外原型觀測、室內(nèi)實驗?zāi)M、恩恩統(tǒng)計分析與地理信息系統(tǒng)為關(guān)鍵技術(shù)支撐，分析不同干濕交替情景下面源污染物的損失量及浸出率的演變機制，從而估算單場次降水后農(nóng)業(yè)面源污染物的負荷量，并提出綜合應(yīng)對策略。主要得到以下結(jié)論：
　?。?）人類活動的影響是造成當(dāng)前水環(huán)境惡化的主要原

4、因，但是干旱、洪澇等極端水文事件的頻繁發(fā)生則會加劇水環(huán)境污染及惡化，面源污染物的產(chǎn)生及負荷的變化是干旱影響水環(huán)境的主要原因，干旱期由于地表徑流的缺失，面源污染物大量累積于地表，使得極端降水將會把累積于地表的污染物大量沖刷到水體中，增加了水體中面源污染物的負荷，造成流域水環(huán)境的急劇惡化，因此干濕交替的情景對水環(huán)境的影響更為顯著。
　?。?）土壤含水量相同時，降雨歷時及降雨強度都會加劇農(nóng)田土壤中氨氮與硝態(tài)氮的損失；在相同的降雨歷時與降

5、雨強度下，隨著土壤水分含量的降低，農(nóng)田土壤中氨氮與硝態(tài)氮的損失量增加；土壤水分含量越低，即土壤干旱程度越高，受降雨歷時與降雨強度的影響越為顯著。
　?。?）土壤含水量相同時，隨著降雨強度的增加，農(nóng)田土壤中氨氮與硝態(tài)氮的損失量呈增加趨勢；在相同降雨強度下，土壤水分含量越低，氮素損失量越大。硝態(tài)氮與氨氮相比，受干旱及降水的影響更為顯著。
　?。?）硝態(tài)氮與銨態(tài)氮的浸出率及產(chǎn)污率與土壤含水量成負相關(guān)關(guān)系，與降雨強度成正相關(guān)關(guān)系；土

6、壤含水量越低，降雨強度越強，其組合情境下氨氮與硝態(tài)氮的浸出率與產(chǎn)污率越高；硝態(tài)氮的浸出率與產(chǎn)污率皆比氨氮高，降雨強度某種程度上會影響氮素淋失的途徑，如當(dāng)土壤相對濕度小于30％時，降雨強度為3.5mm/min時，硝態(tài)氮主要以地表徑流的形式淋失，產(chǎn)污率達到76.40%。
　　（5）徒駭馬頰河流域干旱呈多發(fā)、頻發(fā)、連發(fā)的態(tài)勢，近50年來，無連續(xù)有效降雨日增加，雨日減少，小雨日減少趨勢最為顯著，暴雨日變化不顯著；旱澇交替發(fā)生成為徒駭馬頰河

7、流域降水格局的發(fā)展趨勢；2012年6月馬頰河流域經(jīng)歷長達60天的無有效降水日，水體有機污染嚴重，所有站位COD含量均超標嚴重；個別站位TN、TN含量在V類地表水環(huán)境質(zhì)量標準范圍內(nèi)，大多數(shù)站位含量超標；而氨氮與硝態(tài)氮只有個別站位超標，水質(zhì)基本上都在III類標準范圍內(nèi)。在6月29日單場次強度降水后，馬頰河流域氨氮與硝態(tài)氮含量浸出量估算值，其負荷量分別為18.17噸、795.10噸。
　　最后，本文從水資源與水環(huán)境綜合調(diào)控的角度出發(fā)，以