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摘要:为了解辽宁丹东地区农业面源污染对水库的影响,通过2017年丹东地区2—7月6处不同检测断面的监测数据,采用量化统计的方法,结合春耕时期降水量,分析了农业种植、降水量与水库水质的相关性。分析结果表明,丹东地区在每年春耕期间水库的高锰酸盐指数、总氮数值会伴随降水量出现同时峰值。农业面源污染对天然水域影响甚小,对水库影响较大。建议在该地区开展生态沟渠工程建设,有效隔离农业面源污染区与水库,从而保证水库的水质安全。
关键词:农业面源污染;高锰酸盐指数;总氮含量;水库;丹东地区
0引言
面源污染又称非点源污染,是指溶解或者固体的污染物从非指定地点,随着降水或者融雪等通过地表径流、土壤侵蚀、农田排水等方式进入受纳水体的现象[1]。具有分散性、不确定性、广泛性、不易监测等特点[2]。值得注意的是,面源污染尤其是农业面源污染,会弱化水体的纳污能力,对天然水域、地下水层、水库等影响巨大。因此,对面源污染的防治意义重大。
1研究区现状
辽宁省丹东市地处中纬度地区,温带气候、季风明显,四季分明,冬季寒冷时间较长,春耕多在每年4月下旬至5月上旬,多年平均降水量800~1200mm。丹东地势从东北向西南逐渐降低,北部属大陆气候,南部属半大陆半海洋性气候[3]。因此,粮食作物北面主要以玉米为主,南部则以水稻为主。与此同时,丹东地区经济作物十分丰富,柞蚕、烟草、人参、板栗、草莓、蓝莓、圆枣子、苹果、梨、艳红桃等享誉全国。伴随着农业的进一步发展,钾肥、氮肥、除草剂等使用量明显加大,农业面源污染的防治便尤为重要。丹东地区有大型、中型、小型水库多座。由于水库的坦化作用,上游水体进入水库之后,水流变缓,水势趋稳,导致污染物沉积;同时水体纳污能力较弱,天然水域的面源污染问题也凸显。本文随机选取丹东地区4处水库,2处天然水域断面2—7月的监测数据,分析农业种植引起的面源污染对水库的影响。丹东市的农作物主要以粮食作物为主,粮食作物占农作物总播种面积的79.1%,其中玉米、水稻分别占粮食作物的62.2%和30.7%,因此一年一熟是丹东市的普遍耕种制度。针对传统农业,丹东农民主要在4月末5月初集中播撒农用化肥,实物量占农用化肥量的75%,其中氮肥、磷肥、钾肥、复合肥分别占到实物肥的60.0%、10.0%、5.3%、22.7%。丹东农作物播种面积从东北向西南逐渐递减,南部占总面积的一半。全市农田基本沿流域分布。目前,减少农业面源污染的主要措施是废弃物的回收。
2监测方法及分析
高锰酸盐指数的测定为高锰酸盐指数的测定法,总氮的测定为碱性过硫酸钾消解紫外分光法,遥测雨量站。随机选取丹东地区4处水库断面,2处天然水域断面2—7月的高锰酸盐指数、总氮的监测数据,每月监测一次。结合遥测雨量站的监测数据,分析两个水质因素与雨量的关系,并总结之间的规律。2017年2—7月4处水库、2处天然水域断面的高锰酸盐指数、总氮与降水量关系。(1)丹东地区水库2017年2—7月高锰酸盐指数、总氮的峰值均出现在4月。降水量在进入主汛期之前,2—6月的峰值也均出现在4月。高锰酸盐指数、总氮与降水量在主汛期之前峰值的出现保持了高度一致,且之后逐渐下降。在进入主汛期后,即使降水量剧增,三者没有相关性。(2)丹东地区2017年2—7月流域断面的高锰酸盐指数、总氮、降水量没有相关性,且峰值所在月份不确定。(3)鉴于农村为数众多的超小规模经营的独特性,以及农户对如何科学使用化肥缺乏正确的认识,农户在农药投放量上存在极大的不确定性。加之,降水的随机性。目前难以给出高锰酸盐指数、总氮、降水量瞬时定量关系。但通过量化统计方法,可以确定春耕时期的表层集中施肥,加之短时强降雨,对地表径流的影响不大,但是通过水库的坦化效应,对水库影响较大。2016—2018年丹东地区春耕时间(4月20至5月10日)的日降水量关系见图2。由图2可以看出:(1)在2017年春耕期间出现了一次强降雨。与水库高锰酸盐指数、总氮峰值时间相吻合。(2)丹东地区在每年的春耕期间都会出现不同程度的强降水。
3结论与展望
3.1结论
(1)丹东地区在每年4月下旬至5月上旬,即每年的春耕期间均会出现不同等级的强降水。(2)春耕期间水库的高锰酸盐指数、总氮、降水量均出现峰值,相关性较好。天然流域受影响甚小,且高锰酸盐指数、总氮、降水量没有相关性。(3)春耕时期农业面源污染对于天然水域影响甚小,对于水库影响较大。(4)建议在丹东地区开展生态沟渠工程建设。将农业面源污染排放物与水库有效隔离,减缓地表径流流速,从而达到净化水库水质的目的。
3.2展望
农业面源污染问题在全国都是一个不容小觑的问题,鉴于丹东的地理位置、气候环境,本文的研究方法同样适用于温带亚湿润季风型气候,且降雨集中在夏季,耕种制度为一年一熟的地区。所提出的在研究区内建设生态沟渠工程,是在不能全面、快速提高农民的科学使用农业意识的情况下,治理农业面源污染对水库影响的最佳且有效的方法。
参考文献
[1]汪水兵.农业非点源污染与防治对策[J].安徽农业科学,2006(2):294-295.
[2]薛联青,郝振纯,李丹,等.农业非点源污染随机监测方法的探讨[J].水电能源科学,2008(2):34-36.
[3]史向前,李向明.丹东地区降水量对气候暖化的响应探析[J].水利技术监督,2017(2):61-63.
作者:于淑荣 单位:辽宁省丹东市防汛抗旱指挥部办公室