CN111680385B - 一种流域内水土流失面源污染物入河量核算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及流域内水土流失面源污染物入河量核算方法，可有效解决水土流失面源污染物入河量核算，实现对水环境面源污染治理的问题。方法是，依据河流泥沙公报中水文控制站测得的公开数据，核算流域内泥沙流失量；从中国土种数据库中获取流域内易发生水土流失的土种信息，核算易流失土壤的表层总氮、总磷平均含量；采用水土流失面源污染物流失量核算公式，核算流域内水土流失面源污染物流失量和入河量。本发明方法简单、实用，所需基础数据易得，具有普适性和极高的推广价值，该方法对水土流失面源污染物入河量提供技术支持，对环境保护有实际应用和推广价值，有利于科学、全面推进水环境面源污染治理。
Description
技术领域
本发明涉及环保，特别是用于流域内水土流失面源污染物入河量核算的一种流域内水土流失面源污染物入河量核算方法。
背景技术
河流的流域水土流失、污染治理及环境保护一直是人们所关心的问题，因为它涉及到人类生存环境及生活质量，而在河流治理、防止水土流失及生态环境保护中，水土流失面源污染治理始终是水污染防治的重点和难点，尤其是近年来点源污染治理取得一定成效之后，水土流失等面源污染治理问题更加凸显。
对面源污染物入河量进行科学的核算是进行面源污染防治的基础和关键所在。经查阅相关文献和资料，目前，对于面源污染物入河量的核算主要集中在农村生活、农业种植、畜禽养殖3方面，对于其他方面鲜有涉及。我国幅员辽阔，地形地貌多样，山地、丘陵面积合计占总国土面积的43.2％，其中一些区域水土流失较为严重，泥沙颗粒进入河流水体后，富集在其上的氮、磷会在吸附和解吸作用下进入水体中。但目前关于水土流失面源污染物入河量的核算方法较少，为切实推进科学、全面治理水环境面源污染，迫切需要一种流域内水土流失面源污染物入河量核算方法。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种流域内水土流失面源污染物入河量核算方法，可有效解决水土流失面源污染物入河量核算，实现对水环境面源污染治理的问题。
本发明解决的技术方案是，依据河流泥沙公报中水文控制站测得的公开数据，核算流域内泥沙流失量；从中国土种数据库中获取流域内易发生水土流失的土种信息，核算易流失土壤的表层总氮、总磷平均含量；并基于以上数据进一步核算流域内水土流失面源污染物入河量，包括以下具体步骤：
(1)依据河流泥沙公报公开的资料数据，获取核算流域下游有监测数据的最近水文控制站的输沙模数，核算流域内泥沙流失量；
(2)从中国土种数据库中获取流域内易发生水土流失的土种信息，并采用流域内易流失土壤表层总氮、总磷平均含量核算公式核算易流失土壤的表层总氮、总磷平均含量；
(3)采用水土流失面源污染物流失量核算公式，核算流域内水土流失面源污染物流失量；
(4)采用水土流失面源污染物入河量核算公式，核算流域内水土流失面源污染物入河量。
本发明方法简单、实用，所需基础数据易得，具有普适性和极高的推广价值。河流泥沙公报、中国土种数据库等均为公开数据。该方法对水土流失面源污染物入河量提供技术支持，对环境保护有实际应用和推广价值，有利于科学、全面推进水环境面源污染治理，经济和社会效益巨大。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体情况对本发明的具体实施方式做详细说明。
由图1给出，本发明方法在具体实施中，包括以下步骤：
1.一种流域内水土流失面源污染物入河量核算方法，依据河流泥沙公报中水文控制站测得的公开数据，核算流域内泥沙流失量；从中国土种数据库中获取流域内易发生水土流失的土种信息，核算易流失土壤的表层总氮、总磷平均含量；并基于以上数据进一步核算流域内水土流失面源污染物入河量，该方法包括以下具体步骤：
(1)依据河流泥沙公报公开的资料数据，获取核算流域下游有监测数据的最近水文控制站的输沙模数，采用泥沙流失量核算公式核算流域内泥沙流失量；
所述的泥沙流失量核算公式为：
Si＝α×Ai
式中，Si是流域内泥沙流失量，单位为吨/年；α是通过公开资料查阅到的核算流域下游有监测数据的最近水文控制站的输沙模数，单位为吨/(年·平方公里)，Ai为流域面积，单位是平方公里；
(2)从中国土种数据库中获取流域内易发生水土流失的土种信息，并采用流域内易流失土壤表层总氮、总磷平均含量核算公式核算易流失土壤的表层总氮、总磷平均含量；
所述的易发生水土流失的土种信息包括易发生水土流失的土种名称、分布区域、土壤表层总氮和总磷含量；
所述的流域内易流失土壤表层总氮、总磷平均含量核算公式为：
式中，
是流域内易流失土壤表层总氮、总磷平均含量，单位是克/千克；Ci是某一种易流失土壤表层总氮、总磷含量，单位是克/千克；n是流域内易流失土壤类型总数。
(3)采用水土流失面源污染物流失量核算公式核算流域内水土流失面源污染物流失量；
所述的水土流失面源污染物流失量是指一个流域内由流失入河的泥沙颗粒所携带的总氮、总磷污染物量；
所述的水土流失面源污染物流失量核算公式为：
式中，E流失是流域随泥沙运移流失的污染负荷，单位为吨/年；Si是流域内泥沙流失量，单位为吨/年；η是泥沙颗粒上总氮、总磷的富集系数；C是流域内易流失土壤表层总氮、总磷平均含量，单位是克/千克；
所述的总氮的富集系数为3.0，总磷的富集系数为2.0；
(4)采用水土流失面源污染物入河量核算公式核算流域内水土流失面源污染物入河量；
所述的水土流失面源污染物入河量是指一个流域内因水土流失进入河流水系的泥沙颗粒上所携带的总氮、总磷经吸附和解析过程进入水体中的量；
所述的水土流失面源污染物入河量核算公式为：
E入河＝E流失×R
式中，E入河为水土流失面源污染物入河量，单位为吨/年；E流失为水土流失面源污染物流失量，单位为吨/年；R为水土流失面源污染物总氮、总磷的入河系数。
所述的总氮的入河系数为0.5，总磷的入河系数为0.6。
本发明一种流域内水土流失面源污染物入河量核算方法，经实地应用和测试，效果非常好，有关具体情况如下：
以河南省信阳市南湾水库流域为例，对流域内水土流失面源污染物入河量进行核算。本实施例的具体步骤如下：
(1)依据河流泥沙公报等易获得的公开资料，采用泥沙流失量核算公式核算流域内泥沙流失量；
从《中国泥沙公报2017》中查阅获得南湾水库流域下游的淮河干流息县水文控制站实测输沙模数，为136吨/(年·平方公里)，南湾水库流域面积为816.6平方公里，采用泥沙流失量核算公式核算流域内泥沙流失量为1.11×105吨/年；
(2)从中国土种数据库中获取流域内易发生水土流失的土种信息，并采用流域内易流失土壤表层总氮、总磷平均含量核算公式核算易流失土壤的表层总氮、总磷平均含量；
从中国土壤数据库中信阳市的土种数据信息获取南湾水库流域内易发生水土流失的土壤类型及其表层土壤氮、磷含量。如表1所示。
表1南湾水库流域内易发生水土流失的土种信息
采用流域内易流失土壤表层总氮、总磷平均含量核算公式核算易流失土壤的表层总氮、总磷平均含量分别为1.158克/千克、0.452克/千克。
(3)采用水土流失面源污染物流失量核算公式核算流域内水土流失面源污染物流失量；
将以上两步得出的南湾水库流域内泥沙流失量、流域内易流失土壤表层总氮和总磷平均含量代入水土流失面源污染物流失量核算公式，得出南湾水库流域水土流失面源污染物总氮、总磷的流失量分别为385.61吨/年、100.34吨/年。
(4)采用水土流失面源污染物入河量核算公式核算流域内水土流失面源污染物入河量；
将南湾水库流域水土流失面源污染物总氮、总磷的流失量结果代入水土流失面源污染物入河量核算公式核算流域内水土流失面源污染物总氮、总磷的入河量分别为192.8吨/年、60.2吨/年。
经调查，南湾水库流域内山区、丘陵面积占比大，易发生水土流失，流域内无县级以上城市建成区、人口密度不高，分散式畜禽养殖也已全部取缔，农作物种植主要以茶树为主，施肥量明显小于小麦、玉米、水稻等常见的主要农作物。可以判断，流域内主要的总氮、总磷面源污染来源应是水土流失。结合流域内农村生活、农业种植面源污染分析，流域内水土流失面源污染物总氮、总磷的占比分别为76.59％、92.62％。可见，由本方案核算的结果与实际情况较为吻合。
实际测算表明，本发明核算结果准确，具有很强的实用价值，并经反复多次在不同区域的实例验证，均取得了可靠的核算结果，这里不再一一详述。
总之，本方法简单，易操作，数据易得，稳定可靠，可有效用于流域内水土流失面源污染物入河量核算，有很强的实用性和推广价值，可为加强环境保护和决策提供技术支持，经济和社会效益巨大。
Claims (1)
1.一种流域内水土流失面源污染物入河量核算方法，其特征在于，依据河流泥沙公报中水文控制站测得的公开数据，核算流域内泥沙流失量；从中国土种数据库中获取流域内易发生水土流失的土种信息，核算易流失土壤的表层总氮、总磷平均含量；并基于以上数据进一步核算流域内水土流失面源污染物入河量，包括以下步骤：
(1)依据河流泥沙公报公开的资料数据，获取核算流域下游有监测数据的最近水文控制站的输沙模数，核算流域内泥沙流失量；
所述的泥沙流失量核算公式为：
Si＝α×Ai
式中，Si是流域内泥沙流失量，单位为吨/年；α是通过公开资料查阅到的核算流域下游有监测数据的最近水文控制站的输沙模数，单位为吨/年·平方公里；Ai是流域面积，单位为平方公里；
(2)从中国土种数据库中获取流域内易发生水土流失的土种信息，并采用流域内易流失土壤表层总氮、总磷平均含量核算公式核算易流失土壤的表层总氮、总磷平均含量；
所述的易发生水土流失的土种信息数据包括易发生水土流失的土种名称、分布区域、土壤表层总氮和总磷含量；
所述的流域内易流失土壤表层总氮、总磷平均含量核算公式为：
式中，C是流域内易流失土壤表层总氮、总磷平均含量，单位是克/千克；Ci是某一种易流失土壤表层总氮、总磷含量，单位是克/千克；n是流域内易流失土壤类型总数；
(3)采用水土流失面源污染物流失量核算公式，核算流域内水土流失面源污染物流失量；
所述的水土流失面源污染物流失量是指一个流域内由流失入河的泥沙颗粒所携带的总氮、总磷污染物量，核算公式为：
式中，E流失是流域随泥沙运移流失的污染负荷，单位为吨/年；Si是流域内泥沙流失量，单位为吨/年；η是泥沙颗粒上总氮、总磷的富集系数，总氮的富集系数为3.0，总磷的富集系数为2.0；
是流域内易流失土壤表层总氮、总磷平均含量，单位是克/千克；
(4)采用水土流失面源污染物入河量核算公式，核算流域内水土流失面源污染物入河量；
所述的水土流失面源污染物入河量是指一个流域内因水土流失进入河流水系的泥沙颗粒上所携带的总氮、总磷经吸附和解析过程进入水体中的量；
所述的水土流失面源污染物入河量核算公式为：
E入河＝E流失×R
式中，E入河为水土流失面源污染物入河量，单位为吨/年；E流失为水土流失面源污染物流失量，单位为吨/年；R为水土流失面源污染物总氮、总磷的入河系数，总氮的入河系数为0.5，总磷的入河系数为0.6。
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| ***坤 ; 李怀恩 ; 孙娟 ; 胡亚伟 ; .基于有限资料的水土流失区非点源污染负荷估算.水土保持学报.2008,(第05期),全文. * |
| 杨艳春 ; 闫莉 ; 程伟 ; .黄河流域非点源污染估算研究.人民黄河.2011,(第11期),全文. * |
| 王星 ; 李占斌 ; 李鹏 ; 张林红 ; .陕西省丹汉江流域面源污染现状及防治对策.水土保持通报.2011,(第06期),全文. * |
| 陈平 ; 傅长锋 ; 及晓光 ; 李大鸣 ; .洋河水库流域面源污染负荷的空间分布特征.水生态学杂志.2018,(第06期),全文. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111680385A (zh) | 2020-09-18 |
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