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应用生态学报 2017年第4期28卷 1344-1351页

作者：汉强于兴修王伟徐苗苗任瑞张家鹏湖北大学资源环境学院/区域开发与环境响应湖北省重点实验室武汉430062

以丹江口库区胡家山小流域为研究对象,利用2005、2010和2015年3个时期的Landsat TM/ETM遥感影像,结合长期野外观测资料,应用输出系数模型,在GIS技术支持下,研究了以坡改梯工程为主要内容的小流域综合治理工程实施前后,流域非点源污染总... 详细信息

以丹江口库区胡家山小流域为研究对象,利用2005、2010和2015年3个时期的Landsat TM/ETM遥感影像,结合长期野外观测资料,应用输出系数模型,在GIS技术支持下,研究了以坡改梯工程为主要内容的小流域综合治理工程实施前后,流域非点源污染总氮(TN)负荷的时空变化及其影响因素.结果表明:由于坡改梯工程的实施,流域内坡度15°以上区域的耕地面积明显增加,林地和荒地面积有所减少.流域非点源污染TN负荷由工程实施前的63028 kg增加到2010年的72778 kg,实施后则降低到46876 kg.其中,农村生活的贡献率较高,3期平均贡献率为53.5%,但呈逐年减少趋势;土地利用的贡献率平均为45%,呈逐年增加趋势;畜禽养殖贡献率始终较低.流域非点源氮素负荷强度的空间分布在工程实施前后发生了较为明显的变化.实施前,高负荷强度区主要集中在5°~15°坡度区间,实施后高负荷强度区集中在15°~35°区间,5°~8°区间成为低负荷强度区;在时间变化上,0°~8°坡度区间的TN负荷强度随时间的变化较小,8°以上坡度区间,表现为先增加后减少的趋势.随着村落污水、垃圾和畜禽粪便得到治理,居民生活、畜禽养殖非点源氮素输出明显减少;由于坡改梯工程的实施,耕地面积增加了31%.

关键词：非点源污染胡家山小流域输出系数法实测数据坡度

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胡家山小流域农田土壤氮磷收支研究

胡家山小流域农田土壤氮磷收支研究

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作者：赵晓琳华中农业大学

学位级别：硕士

南水北调中线工程水源地--丹江口水库,作为全国最大的饮用水源保护区,对水质要求极高,同时确保一江清水向北流,也是南水北调中线工程成败的关键。然而,水源区跨湖北、河南和陕西三省,82.1%的居民生活在农村,贫困人口296.2万人,40个县中... 详细信息

南水北调中线工程水源地--丹江口水库,作为全国最大的饮用水源保护区,对水质要求极高,同时确保一江清水向北流,也是南水北调中线工程成败的关键。然而,水源区跨湖北、河南和陕西三省,82.1%的居民生活在农村,贫困人口296.2万人,40个县中有26个为国家级贫困县,农村发展与水源地保护矛盾依然突出。长江流域水土保持监测中心监测数据显示:水源区水土流失面积39515.4km2,占土地总面积45%,年土壤侵蚀量1.69亿吨,侵蚀模数达3572吨/(km2?a)。伴随水土流失而携带的氮磷等污染物对水库水质产生严重影响。因此,面源控制在丹江口水库水质保护中至关重要。面源污染归根结底是养分在时空过程上的“收支”失衡造成的,降低面源污染形成的危险最可靠的方法是控制污染物来源。因此,控制面源污染的形成的重要途径之一是力求使土壤中的养分达到盈亏平衡,如果养分输入输出达到平衡,将不会产生富裕的养分物质,在降雨径流过程发生时不会有养分流失,因而不会形成面源污染。本文选取丹江口库区典型小流域一胡家山小流域作为研究区,基于土壤表观养分平衡模型,通过农田调查获取基础数据,对小流域内农田土壤氮磷收支进行研究,结合GIS对该流域种植结构、氮磷平衡强度及空间特征进行了分析,并对其流失风险及污染潜势进行了评价,得出如下结论:1、胡家山小流域各个集水区均表现为化肥氮磷为农田土壤表观氮磷输入的主要来源,其次为其他氮磷输入、有机肥氮磷输入。因此,要想实现流域内土壤表观氮磷平衡,重点是加强对农田化肥投入的管理。2、胡家山小流域各个集水区农田表观土壤氮磷均表现为盈余,2012年农田土壤磷流失风险性及2013年农田土壤氮、磷流失风险性均是集水区9最高,2012年农田土壤氮流失风险性及2013年农田土壤氮、磷流失风险性均是集水区12最低,综合评价得出,胡家山小流域农田土壤养分流失风险性集水区9最高,集水区12最低。3、胡家山小流域各个集水区农田土壤表观单位面积氮磷素平衡表现出明显的空间差异性,从整个区域看,近两年氮盈余趋势基本表现为胡家山小流域中偏西部水系沿线集水区及东南边界集水区总体上高于其他集水区。中偏东部水系沿线集水区氮素盈余量最低。磷素盈余趋势基本表现为胡家山小流域中西部水系沿线集水区总体上高于东部沿线水系集水区。氮、磷素盈余均为种植业驱动型养分盈余,农田施用化肥是造成土壤表观氮、磷素盈余的主要原因。4、2012年和2013年胡家山小流域农田土壤表观氮盈余总量分别为88.4 t/a和88.8 t/a,氮盈余负荷分别为167 kg/(hm2*a)和168 kg/(hm2*a),均低于流失风险值180 kg/(hm2*a),但高于全国均值154 kg/(hm2*a)。2012年和2013年农田土壤表观磷盈余总量分别为18 t/a和15 t/a,磷盈余负荷分别为34 kg/(hm2*a)和29kg/(hm2*a),均低于流失风险值35kg/(hm2*a),但高于全国均值26.1 kg/(hm2*a)。农田土壤氮磷素的污染潜势已经形成。

关键词：胡家山小流域土壤表观平衡模型氮磷收支流失风险性

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农业小流域土地利用格局变化对氮素输出的影响——以丹江口库区胡家山小流域为例

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人民长江 2019年第2期50卷 24-29,34页

作者：贾海燕徐建锋李海燕胡玉法长江水资源保护科学研究所湖北武汉430051 丹江口市水务局湖北丹江口442700 长江水利委员会水土保持局湖北武汉430010

流域土地利用格局对农业非点源污染氮素输出具有重要的影响。以丹江口库区胡家山小流域为研究对象,分析2008～2016年土地利用类型变化对流域总氮输出的影响,以期为丹江口库区生态清洁小流域建设提供参考。结果表明:2008～2016年,流域出... 详细信息

流域土地利用格局对农业非点源污染氮素输出具有重要的影响。以丹江口库区胡家山小流域为研究对象,分析2008～2016年土地利用类型变化对流域总氮输出的影响,以期为丹江口库区生态清洁小流域建设提供参考。结果表明:2008～2016年,流域出口处总氮年平均浓度从5. 13±4. 2 mg/L降低为2. 06±0. 62mg/L;总氮输出负荷由49 025 kg/a降低至21 578 kg/a,总氮输出负荷减少56. 0%。对比分析流域生态治理工程实施情况,发现坡改梯、退耕还林等水土保持治理与植被恢复措施在有效控制水土流失的同时,还在减少流域氮素输出中发挥了重要作用。经相关分析,流域内林地、耕地、居民地的空间分布格局对流域氮素输出均有影响,其中100 m河岸带范围为流域总氮负荷输出的主要区域。有效控制胡家山小流域100 m河岸带尺度的氮素流失,可显著降低流域总氮输出负荷。

关键词：土地利用格局总氮负荷 AnnAGNPS模型回归模型胡家山小流域

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丹江口库区胡家山生态清洁小流域治理的探索和实践

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中国水土保持 2010年第4期 4-5页

作者：贾鎏汪永涛十堰市水利水电局湖北十堰442000 丹江口市水务局湖北丹江口441900

胡家山小流域地处"南水北调中线工程"核心水源区,针对流域内水土流失的实际情况,围绕生态环境面临的突出问题和矛盾,探索了切合当地实际的生态清洁小流域治理模式,在面源污染控制上,突出"荒坡地径流控制、农田径流控制、村庄面源污染控... 详细信息

胡家山小流域地处"南水北调中线工程"核心水源区,针对流域内水土流失的实际情况,围绕生态环境面临的突出问题和矛盾,探索了切合当地实际的生态清洁小流域治理模式,在面源污染控制上,突出"荒坡地径流控制、农田径流控制、村庄面源污染控制、传输途中控制、流域出口控制"的五级防护,为丹江口库区生态清洁小流域建设进行了有益的探索实践,为保障"南水北调中线工程"核心水源区的生态和水质的长久安全提供了技术支撑。

关键词：水土保持生态清洁小流域治理成效胡家山小流域丹江口库区

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典型小流域土地利用结构对非点源污染物输出的影响

典型小流域土地利用结构对非点源污染物输出的影响

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作者：汉强湖北大学

学位级别：硕士

南水北调中线工程对于缓解我国华北地区水资源短缺的严峻形势具有非常重要意义。丹江口水库作为全国重要饮用水源保护区及南水北调中线工程的水源地,在库区点源污染逐步得到治理后,非点源污染成为水源地水质的潜在威胁。为防治库区非点... 详细信息

南水北调中线工程对于缓解我国华北地区水资源短缺的严峻形势具有非常重要意义。丹江口水库作为全国重要饮用水源保护区及南水北调中线工程的水源地,在库区点源污染逐步得到治理后,非点源污染成为水源地水质的潜在威胁。为防治库区非点源污染,改善水源地水质状况,当地政府实施了以坡改梯工程为重点的流域综合整治工程,工程的实施短时间内改变了库区土地利用现状,而土地利用是影响非点源污染的关键因子,土地利用类型、结构等的组合对非点源污染的发生有重要影响。本研究以丹江口库区胡家山小流域为例,利用不同坡度、不同土地利用类型径流小区的试验监测资料,在GIS技术支持下,利用非点源总氮输出系数模型,研究工程实施前、实施后非点源氮素输出的变化,定量分析流域综合整治工程对流域非点源污染时空变化的影响,为制定流域综合管理措施提供科学依据。主要研究结果如下:（1）胡家山小流域土地利用结构变化明显,综合治理工程的实施增加了流域耕地面积,减少了林地和荒地面积。耕地主要分布于15°以下坡度区间内,2005年随着坡度的提高呈逐渐减少趋势,2015年则呈现先增加后减少的趋势;工程实施前,林地在8°以下区间内分布较少,到2015年面积显著增加,但工程实施后林地面积在15°以上区间内占比远低于实施前;2015年荒地面积在所有坡度区间内均有所减少,特别是15°以下区间,大部分荒地得到了治理。（2）不同坡度区间内土地利用类型转变状况有明显差异。8°以下区间耕地主要转变为林地,林地转变为耕地,荒地转变为耕地和林地;8～15°区间内,耕地和林地较为稳定;25～35°区间,耕地大量流入,林地和荒地大量流出;35°以上区间,耕地继续大量流入,林地大量流出,荒地较其他区间流入流出率差距缩小。（3）胡家山小流域2015年TN输出负荷较2005年降低了25.6%。耕地对非点源TN输出的贡献率明显高于其他土地利用类型,治理工程实施前和实施后分别为54.1%和57.9%;2005年高负荷强度区主要集中在5°5°区间,实施后高负荷强度区集中在15°5°区间。（4）整个流域由土地利用变化造成的非点源TN负荷输出2015年较2005年减少了2827.91 kg。2005～2015年耕地面积的增大对TN负荷输出量的增加起到决定性作用,林地和荒地面积的增大对TN负荷的增加影响较小;耕地TN负荷的增加主要来自于林地转变为耕地,荒地转变为耕地对TN负荷的贡献主要表现在8～15°和15～25°坡度区间内,其他区间贡献较小;林地对TN负荷的贡献主要来自于耕地转变为林地,荒地转变为林地对TN的贡献较少;林地转变为荒地引起的TN负荷增加在15°以上区间。

关键词：非点源污染胡家山小流域输出系数法实测数据不同坡度

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丹江口库区小流域面源污染特征研究

丹江口库区小流域面源污染特征研究

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作者：于维坤沈阳航空工业学院

学位级别：硕士

丹江口水库是南水北调中线工程的水源地,是全国最大的饮用水源保护区,对水质要求极高,同时确保一江清水向北流,也是南水北调中线工程成败的关键。针对丹江口水库库周及集水区面源污染严重等问题,研究丹江口库区面源污染对保护丹江口水... 详细信息

丹江口水库是南水北调中线工程的水源地,是全国最大的饮用水源保护区,对水质要求极高,同时确保一江清水向北流,也是南水北调中线工程成败的关键。针对丹江口水库库周及集水区面源污染严重等问题,研究丹江口库区面源污染对保护丹江口水库有着非常重要的意义。丹江口库区胡家山小流域是从北向南汇入丹江口水库的一条支流,以丘陵、岗地为主,有少量的低山,在丹江口库区流域具有一定的代表性。本文以胡家山小流域为研究对象,选择代表不同土地利用类型的径流小区,同时在小流域设立28个径流取样点,可以对不同土地利用类型地表径流和水系进行实时监测,结合小流域的土地利用状况,降雨监测数据和通用土壤流失方程(USLE),研究整个流域的面源污染流失规律。研究发现,丹江口库区胡家山小流域氮、磷浓度表现出了明显的时空差异性,面源污染的时空变异系数无明显的规律性,在不同水文期,水体中氮、磷的主要形态也不相同,在迁移过程中氮磷浓度也有着明显的变化。胡家山小流域3、4月份施肥时期对面源污染产生的影响要强于降雨量占全年86%的7、8月份,同时径流量、污染物的形态、土地利用类型,都对面源污染物的流失量明显地不同。按理论计算,利用通用土壤流失方程(USLE)和SCS降雨径流模型对小流域的面源污染负荷进行估算整个小流域吸附态氮的流失总量为2.29t,各土地利用类型流失量的比例分别是旱地51.95%,草地41.48%,林地6.55%,村落0.02%,吸附态磷流失总量为1.2lt,其中旱地63.15%,草地31.58%,林地5.26%,村落0.01%;地表径流中溶解态氮磷的流失总量分别是35.79t和6.01t,其中溶解态氮的流失总量以村落最高,竟达到76.06%,其次是旱地和林地,溶解态磷的流失总量以村落、旱地最多,分别76.49和16.57,其次为林地,草地最少。从溶解态和吸附态氮磷的关系看,胡家山小流域输入到丹江口水库中的氮、磷营养物以吸附态为主。

关键词：丹江口库区胡家山小流域面源污染氮磷流失污染负荷

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