干旱對(duì)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(duì)水環(huán)境造成了嚴(yán)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(guó)內(nèi)外對(duì)干旱對(duì)水量的影響已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，對(duì)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(shí)間長(zhǎng)，空間影響范圍大，被認(rèn)為對(duì)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(huì)加劇干旱對(duì)水環(huán)境的影響。隨著對(duì)干旱對(duì)水環(huán)境影響研究的不斷深入，國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者在認(rèn)識(shí)到干旱期及干旱區(qū)的水環(huán)境問題后，開始從機(jī)理、驅(qū)動(dòng)因素等方面來研究干旱對(duì)水環(huán)境的影響。因此，進(jìn)一步明晰干旱對(duì)水環(huán)境影響機(jī)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(hù)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)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(huì)”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(jī)制，并且以野外原型觀測(cè)、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)?zāi)M、恩恩統(tǒng)計(jì)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(jī)制，從而估算單場(chǎng)次降水后農(nóng)業(yè)面源污染物的負(fù)荷量，并提出綜合應(yīng)對(duì)策略。主要得到以下結(jié)論：
　?。?）人類活動(dòng)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(huì)加劇水環(huán)境污染及惡化，面源污染物的產(chǎn)生及負(fù)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(huì)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(fù)荷，造成流域水環(huán)境的急劇惡化，因此干濕交替的情景對(duì)水環(huán)境的影響更為顯著。
　?。?）土壤含水量相同時(shí)，降雨歷時(shí)及降雨強(qiáng)度都會(huì)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(shí)與降

5、雨強(qiáng)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(shí)與降雨強(qiáng)度的影響越為顯著。
　?。?）土壤含水量相同時(shí)，隨著降雨強(qiáng)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(shì)；在相同降雨強(qiáng)度下，土壤水分含量越低，氮素?fù)p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。
　　（4）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(fù)相關(guān)關(guān)系，與降雨強(qiáng)度成正相關(guān)關(guān)系；土

6、壤含水量越低，降雨強(qiáng)度越強(qiáng)，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(qiáng)度某種程度上會(huì)影響氮素淋失的途徑，如當(dāng)土壤相對(duì)濕度小于30％時(shí)，降雨強(qiáng)度為3.5mm/min時(shí)，硝態(tài)氮主要以地表徑流的形式淋失，產(chǎn)污率達(dá)到76.40%。
　?。?）徒駭馬頰河流域干旱呈多發(fā)、頻發(fā)、連發(fā)的態(tài)勢(shì)，近50年來，無(wú)連續(xù)有效降雨日增加，雨日減少，小雨日減少趨勢(shì)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(shì)；2012年6月馬頰河流域經(jīng)歷長(zhǎng)達(dá)60天的無(wú)有效降水日，水體有機(jī)污染嚴(yán)重，所有站位COD含量均超標(biāo)嚴(yán)重；個(gè)別站位TN、TN含量在V類地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，大多數(shù)站位含量超標(biāo)；而氨氮與硝態(tài)氮只有個(gè)別站位超標(biāo)，水質(zhì)基本上都在III類標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。在6月29日單場(chǎng)次強(qiáng)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(fù)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