農業面源污染對水庫的影響

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農業面源污染對水庫的影響

摘要:為了解遼寧丹東地區農業面源污染水庫影響,通過2017年丹東地區2—7月6處不同檢測斷面的監測數據,采用量化統計的方法,結合春耕時期降水量,分析了農業種植、降水量與水庫水質的相關性。分析結果表明,丹東地區在每年春耕期間水庫的高錳酸鹽指數、總氮數值會伴隨降水量出現同時峰值。農業面源污染對天然水域影響甚小,對水庫影響較大。建議在該地區開展生態溝渠工程建設,有效隔離農業面源污染區與水庫,從而保證水庫的水質安全。

關鍵詞:農業面源污染;高錳酸鹽指數;總氮含量;水庫;丹東地區

0引言

面源污染又稱非點源污染,是指溶解或者固體的污染物從非指定地點,隨著降水或者融雪等通過地表徑流、土壤侵蝕、農田排水等方式進入受納水體的現象[1]。具有分散性、不確定性、廣泛性、不易監測等特點[2]。值得注意的是,面源污染尤其是農業面源污染,會弱化水體的納污能力,對天然水域、地下水層、水庫等影響巨大。因此,對面源污染的防治意義重大。

1研究區現狀

遼寧省丹東市地處中緯度地區,溫帶氣候、季風明顯,四季分明,冬季寒冷時間較長,春耕多在每年4月下旬至5月上旬,多年平均降水量800~1200mm。丹東地勢從東北向西南逐漸降低,北部屬大陸氣候,南部屬半大陸半海洋性氣候[3]。因此,糧食作物北面主要以玉米為主,南部則以水稻為主。與此同時,丹東地區經濟作物十分豐富,柞蠶、煙草、人參、板栗、草莓、藍莓、圓棗子、蘋果、梨、艷紅桃等享譽全國。伴隨著農業的進一步發展,鉀肥、氮肥、除草劑等使用量明顯加大,農業面源污染的防治便尤為重要。丹東地區有大型、中型、小型水庫多座。由于水庫的坦化作用,上游水體進入水庫之后,水流變緩,水勢趨穩,導致污染物沉積;同時水體納污能力較弱,天然水域的面源污染問題也凸顯。本文隨機選取丹東地區4處水庫,2處天然水域斷面2—7月的監測數據,分析農業種植引起的面源污染對水庫的影響。丹東市的農作物主要以糧食作物為主,糧食作物占農作物總播種面積的79.1%,其中玉米、水稻分別占糧食作物的62.2%和30.7%,因此一年一熟是丹東市的普遍耕種制度。針對傳統農業,丹東農民主要在4月末5月初集中播撒農用化肥,實物量占農用化肥量的75%,其中氮肥、磷肥、鉀肥、復合肥分別占到實物肥的60.0%、10.0%、5.3%、22.7%。丹東農作物播種面積從東北向西南逐漸遞減,南部占總面積的一半。全市農田基本沿流域分布。目前,減少農業面源污染的主要措施是廢棄物的回收。

2監測方法及分析

高錳酸鹽指數的測定為高錳酸鹽指數的測定法,總氮的測定為堿性過硫酸鉀消解紫外分光法,遙測雨量站。隨機選取丹東地區4處水庫斷面,2處天然水域斷面2—7月的高錳酸鹽指數、總氮的監測數據,每月監測一次。結合遙測雨量站的監測數據,分析兩個水質因素與雨量的關系,并總結之間的規律。2017年2—7月4處水庫、2處天然水域斷面的高錳酸鹽指數、總氮與降水量關系。(1)丹東地區水庫2017年2—7月高錳酸鹽指數、總氮的峰值均出現在4月。降水量在進入主汛期之前,2—6月的峰值也均出現在4月。高錳酸鹽指數、總氮與降水量在主汛期之前峰值的出現保持了高度一致,且之后逐漸下降。在進入主汛期后,即使降水量劇增,三者沒有相關性。(2)丹東地區2017年2—7月流域斷面的高錳酸鹽指數、總氮、降水量沒有相關性,且峰值所在月份不確定。(3)鑒于農村為數眾多的超小規模經營的獨特性,以及農戶對如何科學使用化肥缺乏正確的認識,農戶在農藥投放量上存在極大的不確定性。加之,降水的隨機性。目前難以給出高錳酸鹽指數、總氮、降水量瞬時定量關系。但通過量化統計方法,可以確定春耕時期的表層集中施肥,加之短時強降雨,對地表徑流的影響不大,但是通過水庫的坦化效應,對水庫影響較大。2016—2018年丹東地區春耕時間(4月20至5月10日)的日降水量關系見圖2。由圖2可以看出:(1)在2017年春耕期間出現了一次強降雨。與水庫高錳酸鹽指數、總氮峰值時間相吻合。(2)丹東地區在每年的春耕期間都會出現不同程度的強降水。

3結論與展望

3.1結論

(1)丹東地區在每年4月下旬至5月上旬,即每年的春耕期間均會出現不同等級的強降水。(2)春耕期間水庫的高錳酸鹽指數、總氮、降水量均出現峰值,相關性較好。天然流域受影響甚小,且高錳酸鹽指數、總氮、降水量沒有相關性。(3)春耕時期農業面源污染對于天然水域影響甚小,對于水庫影響較大。(4)建議在丹東地區開展生態溝渠工程建設。將農業面源污染排放物與水庫有效隔離,減緩地表徑流流速,從而達到凈化水庫水質的目的。

3.2展望

農業面源污染問題在全國都是一個不容小覷的問題,鑒于丹東的地理位置、氣候環境,本文的研究方法同樣適用于溫帶亞濕潤季風型氣候,且降雨集中在夏季,耕種制度為一年一熟的地區。所提出的在研究區內建設生態溝渠工程,是在不能全面、快速提高農民的科學使用農業意識的情況下,治理農業面源污染對水庫影響的最佳且有效的方法。

參考文獻

[1]汪水兵.農業非點源污染與防治對策[J].安徽農業科學,2006(2):294-295.

[2]薛聯青,郝振純,李丹,等.農業非點源污染隨機監測方法的探討[J].水電能源科學,2008(2):34-36.

[3]史向前,李向明.丹東地區降水量對氣候暖化的響應探析[J].水利技術監督,2017(2):61-63.

作者:于淑榮 單位:遼寧省丹東市防汛抗旱指揮部辦公室

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