湖北省淦河十好桥控制流域降雨径流及非点源氮磷通量特征研究

发布时间：2020-06-05 18:47

【摘要】：随着点源污染有效地控制和防治,非点源污染问题日益突出。湖北省咸宁市是一个典型的农业生产重点区域,农村非点源污染已经取代点源污染成为水环境污染的重要来源。本文选择湖北省咸宁市淦河十好桥控制流域为研究对象,结合GIS技术,利用历史资料、现场监测、室内分析测试等方法,研究了十好桥控制流域降雨和径流的变化特征、径流中氮、磷荷载的动态变化及其与径流的关系。主要研究结论如下:(1)十好桥控制流域具有山区的典型特征。研究流域面积为605km2,土地利用类型以林地、草地等原生态为主,森林覆盖率较高;林地、水田、旱地、城镇及工矿用地、水域、草地、裸土地面积占比分别为65.66%、11.00%、7.38%、2.59%、1.00%、12.32%、0.05%。林地面积为397.24平方千米,其中有林地,疏林地的面积较大。草地面积面积为74.54平方千米,其中高覆盖度草地和低覆盖度草地的面积较大。农业用地面积面积为111.20平方千米,其中水田面积为66.55平方千米;旱地面积为44.65平方千米。裸土地面积为0.30平方千米,面积占比为0.05%。土壤类型主要有红壤、石灰土、水稻土,面积占比分别为67.30%、17.20%、14.50%。红壤土类,包括红壤和红壤性土2个亚类;石灰土土类,以棕色石灰土为主;水稻土土类,主要是近潴育型水稻土。红壤性土和石灰土层浅薄,遇较大的雨量易形成地表径流和水土流失,水稻土保水性较好。(2)十好桥控制流域降雨径流的主要特征,降雨和径流年内年际分配不均,年径流系数与雨量级成正相关。年内汛期4-9月降雨量占全年总雨量比例69.2%,而非汛期仅占30.8%。年降雨量最大可达2116.3 mm,最小仅953.3mm。径流深最大1633.31mm,最小仅601.7mm。该流域径流系数在0.51~0.57之间变动,枯水年份农业灌溉用耗水增加,径流受人类活动影响明显。(3)河道径流量大小受人类活动的影响程度与降雨量的大小成正相关。本次试验野外监测6次降雨径流过程,分析表明,河道流量变化过程和降雨过程形态基本一致,水位流量过程起涨响应时间均出现在降雨后1~3h,洪水峰值均滞后暴雨峰值8.5~11.5h。洪水洪峰与短历时高强度暴雨有直接的关系,次暴雨最大造峰雨强与洪峰流量呈正相关。前期影响雨量是反映土壤湿润程度的重要指标,对次径流量影响极大。同时,暴雨中心不同,径流过程与径流量也相差较大。暴雨中心在下游的雨型57%的降雨量转化为河道径流,而暴雨中心在上游的只有37%,同时洪峰流量、洪峰出现时间均有较大差异。(4)氮磷荷载大小与降雨量和径流量呈正相关。降雨量越大,产生的径流越多,尽管氮磷浓度有所降低,但河道内迁移的污染物质量更多,荷载污染物的总量也更大。历史资料分析和次降雨径流氮磷通量过程分析显示,总氮、硝态氮、亚硝态氮和氨氮的通量与流量的变化一致,而总磷的通量变化较平缓。氨氮与总氮浓度峰值出现时间均早于径流峰值。大中型洪水产生的污染物荷载量远远超过一般洪水或枯水。流域多年平均流量18.06m3/s,多年资料计算的总氮负荷模数在470.2~932.5kg/a·km2之间。(5)硝态氮是十好桥控制流域河道径流中的氮素污染物的主要成分。
【图文】：

站网,控制流,水系

华中农业大学 2017 届硕士研究生学位（毕业）论文2 材料与方法2.1 研究流域概况2.1.1 典型流域——十好桥控制流域试验选择的典型流域为湖北省咸宁市淦河流域中上游，径流监测断面为淦河十好桥水文站，以下简称为“十好桥控制流域”。淦河系长江中游南岸支流金水上游的主干，发源于幕埠山脉南麓，通山县万家乡王家垅。北流经通山、咸安两县区，于咸安区官埠桥镇窑咀村龚家湾注入斧头湖，于武汉市江夏区法泗镇新河口流出斧头湖后，北流至金口街办注入长江，为长江的一级支流。其所在地理位置、水系站网布置如图 2-1。

占比,型面,土地利用,类型分布

土地利用各类型面积占比图
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X52;P333

【参考文献】