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不同参数下植被过滤带对径流中农药的净化效果研究

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生态环境学报 2017年第5期26卷 876-882页

作者：马艺坤杨方社李怀恩刘兴誉王浩张鸿敏韩琛西北大学城市与环境学院陕西西安710127 西安理工大学//西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地陕西西安710048

陕西眉县地区在农业生产时使用的新型农药高效氯氟氰菊酯随着径流流入受纳水体,对河虾和鱼危害极大。植被过滤带作为生物工程措施主要集中在对泥沙、氮、磷、COD等污染物的净化效果研究方面,但是对径流中农药的净化效果研究较少。该研... 详细信息

陕西眉县地区在农业生产时使用的新型农药高效氯氟氰菊酯随着径流流入受纳水体,对河虾和鱼危害极大。植被过滤带作为生物工程措施主要集中在对泥沙、氮、磷、COD等污染物的净化效果研究方面,但是对径流中农药的净化效果研究较少。该研究旨在为西北地区应用植被过滤带控制径流中主要农药残留物提供理论依据与参考。通过野外水流试验,研究了在不同参数条件下,植被过滤带(沙棘灌木(Hippophae rhamnoides L.)、草本植被)对径流中农药的净化效果。结果表明:当流量为0.85 L·s^(-1),质量浓度为0.3 mg·L^(-1),土壤初始含水率分别为20%、50%、70%时,土壤初始含水率越低,浓度削减率越高;当质量浓度为0.3 mg·L^(-1),土壤初始含水率为20%,入流流量分别为0.85、1.5、7.1 L·s^(-1)时,入流流量越小,净化效果越好,当入流流量为0.85 L·s^(-1)时,沙棘过滤带的浓度削减率、负荷削减率高达62%、86.02%,草本过滤带的浓度削减率、负荷削减率高达62.67%、87.69%;当流量为0.85 L·s^(-1),土壤初始含水率为20%,入流污染物质量浓度分别为0.3、0.6、0.9 mg·L^(-1)时,入流浓度越大,净化效果越好,当入流农药质量浓度为0.9 mg·L^(-1)时,沙棘过滤带浓度削减率、负荷削减率分别高达83%、91.38%,草本过滤带的浓度削减率、负荷削减率分别达84.33%、95.43%。此外,通过对比和计算可知,草本植被过滤袋净化效果优于沙棘灌木过滤带。

关键词：植被过滤带高效氯氟氰菊酯净化效果非点源污染野外试验

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流速对胶体在植被过滤带中迁移的影响

水文 2023年第3期43卷 9-15页

作者：熊雄庾从蓉段佩怡河海大学水文水资源学院江苏南京210098 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210098

为探讨流速导致的流态变化对胶体在植被过滤带中迁移产生的影响,结合地表水水槽室内试验和COMSOL数值模型,观测和模拟不同流速下胶体在植被过滤带中的迁移过程。实验发现胶体在流速0.017~0.029m/s内,随着流速的增加,胶体的去除效率先增... 详细信息

为探讨流速导致的流态变化对胶体在植被过滤带中迁移产生的影响,结合地表水水槽室内试验和COMSOL数值模型,观测和模拟不同流速下胶体在植被过滤带中的迁移过程。实验发现胶体在流速0.017~0.029m/s内,随着流速的增加,胶体的去除效率先增大,后减小。这与胶体过滤理论不一致。通过COMOSOL模拟胶体在稳态和瞬态的水流流态发现,卡门涡街的存在会增大胶体在植被过滤带中的去除效率,并且随着流速的增加,去除效率与实验结果一致,先增加后降低,说明流速的增加导致流态的变化,是影响胶体迁移的主导因素。研究还发现在2m长的植被过滤带中,单位植被长度去除效率随迁移距离的增加而减小。研究结果可以为设计植被过滤带去除胶体的工程设计提供理论依据。

关键词：胶体植被过滤带数值模型流速

草本植被过滤带对农业面源污染物的削减效果研究

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应用化工 2022年第9期51卷 2634-2640页

作者：张子喆刘伟周晓林周驰誉邵莉孙炳香徐瑶杨林军东南大学能源与环境学院江苏南京210018 江苏省水利科教中心江苏南京210096

植被过滤带是控制农业面源污染的最佳管理措施之一。通过模拟径流实验研究了草本植被过滤带在不同处理条件下对农业面源污染物的削减效果。结果表明:①黑麦草对颗粒态污染物具有较佳的过滤效果,特别是针对悬浮固体、颗粒态氮及磷的过滤... 详细信息

植被过滤带是控制农业面源污染的最佳管理措施之一。通过模拟径流实验研究了草本植被过滤带在不同处理条件下对农业面源污染物的削减效果。结果表明:①黑麦草对颗粒态污染物具有较佳的过滤效果,特别是针对悬浮固体、颗粒态氮及磷的过滤效率分别达到了91%,87.43%,88.02%;麦冬草对溶解态污染物具有更好的过滤效果,特别是针对溶解态的氮、磷其过滤效率达到了70.12%,69.79%;②土壤含水率对污染物的净化性能存在影响,较低含水率有利于污染物负荷削减;③入流流量及入流浓度均影响过滤效果,在浓度较高、流速较快时,削减效率显著下降。该研究为植被过滤带的设计推广提供了参考。

关键词：植被过滤带农业面源污染模拟径流削减率

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黑土缓坡耕地植被过滤带的拦蓄特征

吉林农业大学学报 2017年第3期39卷 313-315页

作者：王宇房含李明欢赵占军吉林农业大学资源与环境学院长春130118

研究谷子、大豆植被过滤带对黑土缓坡耕地泥沙及氮、磷养分的拦蓄特征,为农业面源污染的防控提供技术支撑。试验结果表明:2种植被过滤带对泥沙及氮、磷养分的拦蓄量均随过滤带宽度的增加而增大;过滤带对氮的拦蓄效应大于对磷的拦蓄效应... 详细信息

研究谷子、大豆植被过滤带对黑土缓坡耕地泥沙及氮、磷养分的拦蓄特征,为农业面源污染的防控提供技术支撑。试验结果表明:2种植被过滤带对泥沙及氮、磷养分的拦蓄量均随过滤带宽度的增加而增大;过滤带对氮的拦蓄效应大于对磷的拦蓄效应;过滤带的泥沙拦蓄量与过滤带宽度之间的相关性是谷子大于大豆,即谷子对过滤带宽度的要求高于大豆。

关键词：坡耕地植被过滤带拦蓄特征氮磷

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植被过滤带阻控除草剂污染的研究与应用进展

杂草学报 2017年第1期35卷 1-7页

作者：郑瑞伦庞卓王庆海北京市农林科学院北京草业与环境研究发展中心北京100097

除草剂等农药在农业生产上作出了极大的贡献,但未被利用的农药因雨水和灌溉随地表径流进入水体,破坏了水生态系统,对人类健康构成威胁。本文对植被过滤带阻控除草剂污染的作用进行了阐述,综述了植被过滤带阻控除草剂污染的机理及影响其... 详细信息

除草剂等农药在农业生产上作出了极大的贡献,但未被利用的农药因雨水和灌溉随地表径流进入水体,破坏了水生态系统,对人类健康构成威胁。本文对植被过滤带阻控除草剂污染的作用进行了阐述,综述了植被过滤带阻控除草剂污染的机理及影响其功能的主要因素,指出目前研究的局限和应用中应该考虑的问题,并对下一步研究方向进行展望。

关键词：农药植被过滤带阻控除草剂污染机理影响因素应用

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植被过滤带边坡水土流失综合治理技术研究

水利科技与经济 2021年第7期27卷 75-81页

作者：付龙飞穆小刚陕西华正生态建设设计监理有限公司西安710100

水土流失与污染关系到水质治理,因此研究植被过滤带边坡水土流失综合治理技术十分必要。通过构建AnnAGNPS模型,模拟边坡水土流失及污染状态;根据水土流失和污染影响因子,选择与配置边坡植被过滤带,实现对边坡的综合治理。实验结果表明,... 详细信息

水土流失与污染关系到水质治理,因此研究植被过滤带边坡水土流失综合治理技术十分必要。通过构建AnnAGNPS模型,模拟边坡水土流失及污染状态;根据水土流失和污染影响因子,选择与配置边坡植被过滤带,实现对边坡的综合治理。实验结果表明,面对不同流量时,按照5:12:3的填料配比,采用使植被过滤带综合治理技术进行治理,能够更好地保持水土,对污染物也有极好的削减效果。

关键词：植被过滤带边坡水土流失治理技术

草本植被过滤带对主要农业面源污染物的拦截效果研究

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草本植被过滤带对主要农业面源污染物的拦截效果研究

作者：申小波中南林业科技大学

学位级别：硕士

化肥的大量使用在提高作物产量的同时,也导致了严重的环境污染。农业面源污染问题越来越受到全社会的重视。草本植被过滤带作为一种生态工程措施在防治农业面源污染方面具有显著效果。本实验分为土槽模拟冲刷实验和径流小区冲刷实验两... 详细信息

化肥的大量使用在提高作物产量的同时,也导致了严重的环境污染。农业面源污染问题越来越受到全社会的重视。草本植被过滤带作为一种生态工程措施在防治农业面源污染方面具有显著效果。本实验分为土槽模拟冲刷实验和径流小区冲刷实验两部分。土槽模拟冲刷实验,采用锈蚀铁丝段代替草本植物茎秆,模拟其在植被过滤带中的分布,侧重考虑其物理阻滞和机械过滤作用,定量研究了不同宽度模拟植被过滤带对径流及径流中泥沙、氮和磷等污染物的拦截效果。结果表明,在进水流量(0.173L/s)和流速(0.7m/s)一定的条件下,模拟植被过滤带的宽度对污染物的拦截效果影响较大。当宽度分别为1m、2m、3m时,模拟植被过滤带对径流的拦截率分别为32%、51%、69%;对泥沙的拦截率分别为78%、88%、92%;对总氮的拦截率分别为65%、75%、84%;对总磷的拦截率分别为80%、93%、95%。径流小区冲刷实验,研究了以狼尾草构建的植被过滤带在不同坡度和不同宽度下对径流及径流中泥沙、氮和磷等污染物的拦截效果。结果表明,宽度为10.5m,坡度分别为5%和10%时,狼尾草植被过滤带对径流的拦截率分别为69%和52%;对泥沙的拦截率分别为96%和91%;对总氮的拦截率分别为86%和78%;对总磷的拦截率分别为96%和93%。坡度为5%,宽度分别为3m、5.5m、7.5m、10.5m时,狼尾草植被过滤带对径流的拦截率分别为35%、47%、58%、72%;对泥沙的拦截率分别为85%、89%、92%、95%;对总氮的拦截率分别为68%、76%、81%、86%;对总磷的拦截率分别为89%、92%、93%、96%。由此可见,在进水流量和流速一定的条件下,狼尾草植被过滤带拦截污染物的能力随坡度的增加而相应减弱,随宽度的增加而相应增强。即植被过滤带的拦截效果与坡度呈负相关,而与宽度呈正相关。另外,与坡度相比,植被过滤带宽度更敏感。研究表明,5.5m宽的狼尾草植被过滤带对径流、泥沙、总氮以及总磷的拦截率最高分别可达67%、95%、82%、94%。研究证实,草本植被过滤带能有效拦截径流、泥沙、总氮、以及总磷,对农田水土流失和农业面源污染具有较好的防治效果,并且具有较为重要的科学和实践意义。另外,研究结果可为植被过滤带技术在我国的应用和推广提供理论依据,进而为改善地表水环境、提高地表水质、保障我国饮用水安全提供帮助。

关键词：农业面源污染植被过滤带径流泥沙氮磷拦截率

不同植被过滤带模式对草地污染物削减的影响及优化

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不同植被过滤带模式对草地污染物削减的影响及优化

作者：宋凡凡内蒙古农业大学

学位级别：硕士

岱海是内蒙古自治区第三大内陆湖,是列入国家规划保护水质较好湖泊。但近年来随着流域内畜牧业发展,牲畜粪便增加,另外湖滨缓冲区植被缺失,导致粪便污染物随降雨径流入湖量增加,岱海水体氮磷超标,富营养化严重。本研究针对岱海流域牲畜... 详细信息

岱海是内蒙古自治区第三大内陆湖,是列入国家规划保护水质较好湖泊。但近年来随着流域内畜牧业发展,牲畜粪便增加,另外湖滨缓冲区植被缺失,导致粪便污染物随降雨径流入湖量增加,岱海水体氮磷超标,富营养化严重。本研究针对岱海流域牲畜粪便污染问题,开展了牲畜粪便释放、植被过滤带污染物削减研究,探索了不同入流负荷下径流、泥沙和氮磷污染物削减规律及不同植被过滤带建设模式水沙氮磷削减效率。使用VFSMOD与HYDRUS模型,构建了植被过滤带水沙氮磷削减耦合模型,模拟了不同建设模式下植被过滤带氮磷削减过程。采用熵权TOPSIS方法对过滤带建设综合效益进行了评价,筛选出了适宜岱海流域植被过滤带建设模式,为岱海流域污染物科学防控与植被过滤带建设提供参考,主要研究结果如下:1.枯落物添加促进了牲畜粪便分解及氮磷释放。与对照相比,1:1与1:2枯落物添加,牛粪中TN释放速度分别提高了9.21%和15.6%;马粪中NH-N释放速度分别提高了9.26%和16.24%;羊粪便中TP释放速度分别提高了1.25%、18.19%。2.植被过滤带入流强度增加缩短了过滤带内径流通过时间,减少径流入渗量同时增加泥沙出流量。与0.77 L/s相比,0.9、1.08、1.26 L/s出流时间缩短了1、2.7、2.8 min。3.植被过滤带对不同污染物削减效果不同,削减率同入流强度呈负相关。入流强度增加,泥沙、径流、硝态氮、氨态氮、TN、TP削减率呈降低趋势。污染物浓度增加,硝态氮、氨态氮削减率提高,对TN、TP削减影响不显著。相关性分析表明水土流失与氮磷污染密切相关。4.耦合VFSMOD和HYDRUS模型,构建了植被过滤带水沙氮磷削减耦合模型,模拟揭示了水、沙、总氮、总磷污染物在不同植被过滤带建设模式下的削减规律。5.综合考虑植被过滤带建设成本及污染物削减效益,通过熵权TOPSIS法对各建设方案进行优选。结果显示以水土保持为目的与综合考虑水土保持、氮磷污染物削减为目的的最优建设方案一致,均为D1B3(宽度9 m,茎间距0.9 cm)。

关键词：植被过滤带产流产沙牲畜粪便氮磷削减

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南四湖湖滨带植被过滤带的生态效应研究

南四湖湖滨带植被过滤带的生态效应研究

作者：韩庆泽山东大学

学位级别：硕士

湖滨带作为陆地环境与湖泊水环境之间的景观廊道,是健康湖泊生态系统不可或缺的组成部分之一,同时也是滨湖堤岸生态修复的瓶颈和节点,其在水陆生态系统之间扮演十分重要的角色。然而多年来由于人为干扰活动的增强,造成大量湖滨带景观破... 详细信息

湖滨带作为陆地环境与湖泊水环境之间的景观廊道,是健康湖泊生态系统不可或缺的组成部分之一,同时也是滨湖堤岸生态修复的瓶颈和节点,其在水陆生态系统之间扮演十分重要的角色。然而多年来由于人为干扰活动的增强,造成大量湖滨带景观破碎化,自然湿地资源减少甚至丧失,严重影响了湖泊流域经济、社会和生态的可持续发展,因此湖滨带的生态恢复与管理显得尤为迫切。植被过滤带是指位于污染源和水体之间的植被区域,水体一般有河流、湖泊等,植被则包括草地、林木、灌木甚至农作物等。滨湖堤岸植被过滤带具有良好的水土保持功能,对于堤岸的保护、降低土壤侵蚀均具有良好的效果,是控制面源污染和改善水环境的关键措施。同时植物的根系、枯落物等还可以较好地固定周围堤岸土壤,增强堤岸的抗侵蚀能力。论文在深入研究南四湖当地湖滨带的特点基础上,结合国内外湖滨带修复的技术方法,选取典型地段对南四湖滨湖堤岸进行了规划和构建,采用工程和植物种植措施相结合的方法,建设了滨湖堤岸生态修复和多样性示范带。同时初步探索建立了一套适用于南四湖湖滨带植被过滤带的生态效应评估方法。筛选了一些能够直观反映植被过滤带生态效应的因子作为评价指标,这样既易于测定获取,又能保证每个指标数据的准确性和实用性.,比如土壤紧实度、土壤质地、植物根系、地面枯落物等。采用专家打分法,将样地所有评价指标得分求和后得到样地的综合得分,然后导入统计软件进行直接分析。多样性示范带建设评估从群落特征方面进行分析,比如盖度、平均高度、雨季草本层优势度等。生产力的研究方面,则主要依据区域内建群种芦苇的盖度、平均高度、地上部分生物量等来进行评价。结果表明:修复示范带生态系统与周边对照样地生态系统联系密切,但整体状况优于对照样地。示范区域建设虽然运行时期较短,但相较对照区域生态质量更高,效益显著,整体生态状况优于对照区域,人工辅助修复措施已经开始产生重要作用。另外植被过滤带的构建有效防止了堤岸雨淋冲沟,达到了生物护坡目的,同时具有一定的景观生态价值。同时在湖滨带生态修复评价过程中也存在一些问题,比如评价方法较为单一,评价指标选取不够充分,长期的监测工作匮乏等。因此应在各指标之间建立一种层次评价关系,选择最具代表性的能直观反映生态修复效果的指标,进而建立一套综合性的评价指标体系,后期更需要在长时间内对修复效果进行持续性的评价工作。另外还要进一步注重生态效益与经济、社会效益的协调,进而达到三者效益的有机统一。

关键词：南四湖湖滨带植被过滤带生态效应