（环境工程专业论文）西南涌农业面源污染特征与控制.pdf

摘要 摘要 河流污染是区域人口、经济、社会发展到一定阶段后造成的，人类活动和干预对 污染会造成正负两方面的影响。随着工业的发展和人口的密集，珠三角河涌污染问题 日益显露出来，有机污染普遍，河涌富营养严重，导致河道水体污浊、黑臭现象较为 普遍，藻类疯长泛滥，严重影响了沿岸居民生活和城市形象。由于过去环保工作的重 点一般都放在城市，因此对农村环境问题的关注不多，继工业和城市点源污染之后， 我国农业污染逐渐凸显，农村河流的污染问题越来越突出。农业面源污染具有污染发 生的间歇性、突发性、复杂性特点，常常与降水、气温等气候因素有关，目前成为影 响水体的重要污染源，是水质恶化的一大威胁。 本论文以广东省佛山市境内的西南涌为研究对象，对河面各个断面进行了水质指 标的监测，对水质状况进行评价，该河涌氨氮、总磷严重超标，得到西南涌水质正受 着农业面源污染的影响。 通过近几年的水质指标的统计资料，分析了该区域农药化肥使用、畜禽养殖和农 村生活污水等污染源对面源污染物c o d 、n h 3 n 、t p 的贡献，并得到西南涌流域农业 面源污染的污染物负荷，进一步分析各个负荷的变化规律，从而作出相应的控制措施。 之后利用各个污染负荷的平均值，分析了畜禽养殖、生活污水对西南涌水体水质的影 响以及利用面源污染模型描述了各个污染负荷的进行分析模拟。 最后，针对西南涌流域的农业面污染特点和沿岸农村居民实际情况，通过一些污 染治理工程措施，例如科利尔生物接触氧化水处理工艺( 简称k i c 工艺) 和微孔曝气 技术的研究和实际应用，为解决农业面源污染提供有效防止的工程技术对策。 关键字：西南涌、农业面源污染、污染模型、污染负荷、k i c 接触氧化、微孔曝气。 广东工业大学硕士学位论文 a bs t r a c t r i v e rp o l l u t i o ni sc a u s e db yr e g i o n a lp o p u l a t i o n , e c o n o m i ca n ds o c i a ld e v e l o p m e n tt o ac e r t a i nd e g r e e ，h u m a na c t i v i t i e sa n di n t e r v e n t i o nf o rp o l l u t i o nc a nc a u s eb o t ht h e p o s i t i v e a n dn e g a t i v ee f f e c t s t h er i v e rp o l l u t i o np r o b l e mo ft h ed e l t ao ft h ep e a r lr i v e rh a sb e e n e x p o s e dw i t ht h ed e v e l o p m e n to fi n d u s t r ya n dp o p u l a t i o ni n t e n s i v e ，o r g a n i cp o l l u t i o ni s g e n e r a l l y ，r i v e re u t r o p h i c a t i o ns e r i o u s ，c a u s ew a t e rd i r t y ，b l a c k ，s m e l l yw a sc o m m o n , a l g a e c r a z yg r o w t h b a d l yd a m a g e dn e a r b yr e s i d e n t sl i v i n ga n dc i t yl a n d s c a p e t h ek e yw o r ko f t h ep a s te n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o ng e n e r a li nc i t i e s ，s ot h ea t t e n t i o nt or u r a le n v i r o n m e n t a l p r o b l e m si sn o tt o om u c h , f o l l o w i n gp o 缸p o l l u t i o no ft h ei n d u s t r i a la n du r b a n , a g r i c u l t u r a l p o l l u t i o na f t e rg r a d u a l l yo c c u r sa n dt h ep o l l u t i o np r o b l e mo fr u r a lr i v e r si sb e c o m i n gm o r e a n dm o r ep r o m i n e n t a g r i c u l t u r a l n o n - p o i n tp o l l u t i o nh a sc o n t a m i n a t i o no fi n t e r m i t t e n t ， u n e x p e c t e d ，c o m p l e xc h a r a c t e r i s t i c s ，o f t e nw i t hs o m ec l i m a t ef a c t o r si n v o l v e d ，s u c ha s p r e c i p i t a t i o n , t e m p e r a t u r e ，e t c ，n o wb e c o m et h ei m p o r t a n ts o u r c e sa f f e c tw a t e r ，i sw a t e r q u a l i t yd e t e r i o r a t i o nt h r e a t x i n a nr i v e rb a s i n sr e a c hw h i c hi si nf o s h a n , g u a n g d o n gp r o v i n c ei ss e l e c t e da st h e s t u d y a r e ai nt h i sp a p e r e a c hs e c t i o no ft h er i v e rw a t e rq u a l i t yi n d e x e so fw a t e rq u a l i t y c o n d i t i o n so fm o n i t o r i n g ，e v a l u a t i o n , t h er i v e ra m m o n i an i t r o g e na n dp h o s p h o r u sh i g h e r t h a nn o r m a ls t a n d a r d s e r i o u s l y , t h i sp a l 孢r d r a w s ac o n c l u s i o nt h a tn o n - p o i n ts o u r c e p o l l u t i o nh a sb e e na f f e c t i n gt h ew a t e rq u a l i t yo f t h ex i n a nr i v e r a c c o r d i n gt ot h es t a t i s t i c so fx i n a nr i v ei nr e c e n ty e a r s ，t h i sp a p e ra n a l y z e st h e a f f e c t i n gf a c t o r s ，i n c l u d i n gp e s t i c i d ea n df e r t i l i z e ru s e ，r u r a ld o m e s t i cw a s t e ，p o u l t r ya n d l i v e s t o c ka n dt h e i rc o n t r i b u t i o nc h e m i c a lo x y g e nd e m a n d ( c o d ) ，n h 3 - n ，t po fn o n - p o i n t s o u r c ep o l l u t a n t a n dg e tt h ep o l l u t a n tl o a do fa g r i c u l t u r a ln o n - p o i n ts o u r c ep o l l u t i o ni n x i n a nr i v e rb a s i n , f u r t h e ra n a l y s i so ft h ec h a n g er u l eo fe a c hl o a d ，t h u s m a k i n gt h e c o r r e s p o n d i n gc o n t r o lm e a s u r e s t h e nu s ee a c hp o l l u t i o nl o a da v e r a g e ，a n a l y z e dt h er a i s i n g l i v e s t o c ka n ds e w a g et ot h ei n f l u e n c eo fw a t e rq u a l i t yo fx i n a nr i v e r ，f o re a c hp o l l u t i o n l o a da n a l y s i so f s i m u l a t i o n u s i n gt h en o n - p o i n tp o l l u t i o nm o d e ld e s c r i p t i o n f i n a l l y , a c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i c so fa g r i c u l t u r a ln o n - p o i n ts o u r c ep o l l u t i o no f a b s t r a c t t h eb a s i na n dl o c a la c t u a ls i t u a t i o no fr u r a lr e s i d e n t s ，t h r o u g hs o m ep o l l u t i o nt r e a t m e n t e n g i n e e r i n gm e a s u r e ss u c ha sk i cb i o l o g i c a lc o n t a c to x i d a t i o na n dm i c r ob u b b l ea e r a t i o n t e c h n o l o g y ，t os o l v et h ea g r i c u l t u r a ln o n - p o i n tp o l l u t i o np r e v e n t i o ne n g i n e e r i n gt e c h n o l o g y t op r o v i d ee f f e c t i v ec o u n t e r m e a s u r e s k e y w o r d s ：x i n a nr i v e r ；a g r i c u l t u r a ln o n - p o i n ts o u r c ep o l l u t i o n ；p o l l u t i o nm o d e l ； p o l l u t i o nl o a d ；k i cb i o l o g i c a lc o n t a c to x i d a t i o n ；m i c r ob u b b l ea e r a t i o n m 广东工业大学硕士学位论文 c o n t e n t s a b s t r a c ti nc h i n e s e i a b s t r a c ti ne n g l i s h i i c c o n t e n t si nc h i n e s e v i i c o n t e n t si ne n g l i s h x c h a p t e r1i n t r o d u c t i o n 1 1 1b a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c eo f t h es t u d y 一1 1 2c u r r e n tr e s e a r c ha th o m ea n da b r o a d 2 1 2 1f o r e i g nr e s e a r c hs t a t u s 2 1 2 1d o m e s t i cr e s e a r c hs t a t u s 3 1 3t h er e s e a r c hc o n t e n t 4 1 4r e s e a r c ht e c h n i c a lr o u t e 4 c h a p t e r 2t h eb a s i ss i t u a t i o no fx i n a nr i v e r 6 2 1t h ep r o f i l e so f x i n a nr i v e r 6 2 2t h ed i s t r i c ti nt h eb a s i n 7 2 2 1t h es a n s h u id i s t r i c t 7 ， 2 2 2t h en a n h a id i s t r i c t 一8 2 2 3t h ef o s h a na n dt h r e eo t h e rd i s t r i c t 1 0 2 3t h ed e f i n i t i o na n dc h a r a c t e r i s t i c so f a g r i c u l t u r a ln o n - p o i n ts o u r c ep o l l u t i o n 11 2 4t h es o u r c e so f a g r i c u l t u r a ln o n - p o i n tp o l l u t i o n 1 2 2 4 1t h ef e c e sl o s so f l i v e s t o c kb r e e d i n gi n d u s t r y 1 2 2 4 2t h eu n r e a s o n a b l eu s eo f f e r t i l i z e r sa n dp e s t i c i d e s 1 2 2 4 3r u r a ls e w a g ed i r e c te m i s s i o n s 13 2 4 4t h ep o l l u t i o nc a u s e db ys o i le r o s i o n 1 4 c h a p t e r 3t h e p o l l u t e ds i t u a t i o na n d c h a r a c t e r i s t i c so fx i n a nr i v e r 15 3 1t h ew a t e rq u a l i t yo f x i n a nr i v e r 1 5 3 2t h ec h a r a c t e r i s t i c sa n a l y s i so f w a t e rq u a l i t y 1 5 x c o n t e n t s 3 2 1w a t e rq u a l i t ye v a l u a t i o nm e t h o d 1 5 3 2 2w a t e rq u a l i t ym o n i t o r i n gi t e m sa n dr e s u l t s 1 6 3 2 3t h em a i np o l l u t i o nf a c t o ra n dc h a n g ec h a r a c t e r i s t i c s 17 3 2 4t h ea n a l y s i so f a l o n gc h a n gc h a r a c t e r i s t i c so f t h em a i np o l l u t i o nf a c t o r 1 8 3 2 5t h eq u a l i t yc o n d i t i o nd u r i n gd r ya n dt m u t a g e n i c i t yc o n t r a s t 2 3 c h a p t e r4t h ei n v e s t i g a t i o no fa g r i c u l t u r a ln o n p o i n tp o l l u t i o n 2 5 4 1d o m e s t i cp o l l u t i o ns o u r c e 2 5 4 2p e s t i c i d ea n df e r t i l i z e rp o l l u t i o ns o u r c e s 2 8 4 3r a i s i n gl i v e s t o c kp o l l u t i o ns o u r c e s 3 1 c h a p t e r5t h ea g r i c u l t u r a ln o n p o i n tp o l l u t i o nm o d e l - 3 5 5 11 1 l er a i l l f a nr u n o f fm o d e l 3 5 5 1 1s c sr u n o f fc u r v em o d e l 3 5 5 1 2t h ea p p l i c a t i o no f r u n o f f c u r v em o d e l “3 7 5 2t h es o i le r o s i o nm o d e l 一3 8 5 2 1t h ei n t r o d u c t i o no f m u s l em o d e l 3 8 5 2 2s o i le r o s i o nf a c t o r 3 9 5 2 3v e g e t a t i o na n dm a n a g e m e n tf a c t o r 3 9 5 2 41 e 玎? i i i lf a c t o r 4 0 5 2 5c f r gf a c t o r 4 0 5 3p o n u t 锄t1 0 a dc a l c u l a t i o n 4 0 5 3 1d i s s o l v e dn i t r o g e np o l l u t i o nl o a dm o d e l 4 1 5 3 2a b s o r p t e dn i t r o g e np o l l u t i o nl o a dm o d e l ”4 2 5 3 3p h o s p h o r u sl o a dm o d e l 4 2 5 4v a l i d a t i o na n da p p l i c a t i o no f t h em o d e l 4 3 5 5c h a p t e rs u m m a r y 2 m c h a p t e r6 t h e 鹤t i m a f i o na n de v a l u a f i o n 柚a 妙s i s 4 5 6 1t h ea g r i c u l t u r a ln o n - p o i n tp o l l u t i o ne s t i m a t e - 4 5 6 1 1p e s t i c i d e sa n dl o s se s t i m a t e s 4 5 6 1 2f e r t i l i z e r 龇1 dl o s se s t i m a t e s 4 6 x i 广东工业大学硕士学位论文 6 1 3t h ep o l l u t a n t sf r o mr a i s i n gl i v e s t o c k 4 9 6 1 4t h ep o l l u t a n t s 丘o mf a r m e df i s h 5 0 6 2t h ea g r i c u l t u r a ln o n - p o i n tp o l l u t i o na n a l y s i s 5 1 6 2 1t h ea n a l y s i so f p e s t i c i d el o s s 5 2 6 2 2 。t h ea n a l y s i so f t pl o s s 5 3 6 2 3t h ea n a l y s i so f n h s - nl o s s 5 5 6 2 4t h ea n a l y s i so f c o dl o s s 5 6 6 3c h a p t e rs u m m a r y 5 7 c h a p t e r7t h ea g r i c u l t u r a ln o n - p o i n tp o l l u t i o nc o n t r o lm e a s u r e s 5 8 7 1t h en o n - e n g i n e e r i n gt e c h n i c a lm e a s u r e s 5 8 7 1 1s o u n d p o l i c i e sa n dr e g u l a t i o n ss y s t e m 5 8 7 1 2s t r e n g t h e ns c i e n t i f i co r g a n i z a t i o nm a n a g e m e n t 5 9 7 1 3s t r e n g t h e nt h ep r o p a g a n d a , e f f o r t sb ys o c i a lf o r c e si m p r o v er e g u l a t i o n 5 9 7 2t h ee n g i n e e r i n gt e c h n i c a lm e a s u r e s 6 0 7 2 1 t h ek i c b i o l o g i c a lc o n t a c to x i d a t i o nw a t e rt r e a t m e n tt e c h n o l o g y 6 0 7 2 2t h es u p e r f i n em e t e r sb u b b l e so c c u rw a t e rt r e a t m e n tt e c h n o l o g y 6 3 7 2 3t h er u r a ls e w a g ea n de n v i r o n m e n tc o m p r e h e n s i v er e n o v a t i o n 6 7 c o n l u s i o n s 7 2 r e f e r e n c e s 7 4 p u b l i c a t i o n s 7 7 i n n o v a t i o nd e c l a r a t i o n 7 8 a c k n o w l e d g e m e n t s 7 9 第章绪论 第一章绪论 1 1 研究的背景和意义 农业面源污染是由于化肥、农药、家畜粪便和生活污水，以及水土流失经降雨径 流、淋溶和农田灌溉同归水进人水体而造成的低浓度、大范围的水体污染，目前已成 c 为世界各国影响水体环境质量的重要污染源。由于其对生态环境影响广泛，发生具有 随机性，污染物来源和排放点不固定，排放具有间歇性，污染负荷时空变化幅度大等 特点，比起点源污染其监测、控制和处理更为困难，对此世界各国进行了大量针对性 研究并提出了许多控制技术措施，目前国内还没一套定型的方案。我国自2 0 世纪8 0 年代开始农业面源污染问题的研究，在面源污染的控制治理措施以及治理效益评价等 方面也取得了一定的进展。但总的来说研究的深度还不够，相对成熟的控制技术多为 田间施肥技术、人工湿地系统等试验设施空间尺度不大、试验条件易于约束的领域。 至于一定规模、近自然的生态修复系统，相应研究较为薄弱：污染控制多停留在以单 一措施为主的理论探讨，尚未形成集成技术和大面积的控制行动h ”。 目前，农业面源污染已成为西南涌流域重要的污染源，对黄河水质变化有着重要 的影响。西南涌发源与北江，水质质量直接影响下游工农业用水安全和珠江西航道， 流域山地面积较大，部分区域化肥施用强度极高，加上施肥、施药方法不科学，n 、p 等营养元素流失严重；畜牧养殖业规模不断扩大，且大部分排泄物没有经过很有效的 处理，污染物排放负荷较大：另外，大面积的农村地区因居住分散，没有统一的污 水收集与处理设施，大量污染物随地表径流直接排入西南涌。由于上述因素，使该流 域面源污染问题不断恶化，水体污染物超标，流域内或下游部分水库等水域出现富营 养化现象。 本研究以兰州段黄河干流流域为研究区域，从流域农业面源污染的现状调查出 发，主要对化肥施用、水土流失、畜牧养殖和农村生活四大面源污染进行分析研究， 采用农业面源污染经验系数估算及模型量化流域农业面源污染产生的n 、p 污染负荷， 分析污染负荷的逐年变化情况，提出农业面源污染的防治对策。通过此项研究，能基 本了解兰州段黄河流域农业面源污染现状及其变化与分布的基本规律，可为政府的农 业面源污染防治规划及宏观决策提供参考依据。最后，根据针对西南涌流域居民生活 污水污染排放的现状，采用微孔曝气和接触氧化等方式使生活污水排入西南涌之前得 到净化，通过工程实例，分析了进水浓度、水量与时间的变化、处理效果等因素，在 广东工业大学硕士学位论文 农村基础设施不完善的条件下解决农村环境污染问题提供参考。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外研究现状 对农业面源污染的全面认识，始于2 0 世纪6 0 年代，在美、日、英等一些发达国 家率先兴起。随着点源污染控制水平的不断提高，农业面源污染逐渐成为导致水体污 染的主要原因，在世界各地受到重视。相关研究工作广泛开展并不断深入，几十年来， 在农业面源污染的危害，产生、迁移与转化机理，源污控制与管理以及研究方法与研 究手段等方面取得了不少进展哺s ，。美国对其农场法章进行两度修改进而对农业面源进 行总量控制m ；荷兰制订了农田磷素允许投入量、流失量和超标收费制度；法国对不同 的作物提出了肥料禁用时间规定；丹麦对农田肥料的使用进行了明确的规定n ，等。 1 9 3 0 年美国开始对农业面源污染与暴雨事件的关系进行研究，并提出面源污染与 洪水密切相关，因此在面源污染控制法令颁布以前，引入了一系列的防洪法。其农业 面源控制方面的规划工作，主要是由美国水土保持局来进行的。6 0 年代以来日、英 等一些发达国家也开始对面源污染的特征进行研究。而进入7 0 年代中期，面源污染问 题受到各国普遍关注和重视，全世界每年发表的有关非点源污染的文献约有5 0 0 余篇。 面源污染基础研究进入降雨一径流之污染物迁移转化过程的研究对于截留、填洼、 下渗之运移进入数学模型研究。对不同土地的渗漏率进行了分类研究，美国水土保持 局提出不透水地区的剩雨净雨量的计算方法，并且确定了哪些类区域有产流趋向。而 进入8 0 年代，其因素分析和污染物的迁移转化机理研究更加深入，研究了大气层污染 通过输送与沉积进入地表水，该领域研究分类为四项：城市和工业排污：全球性 输送和沉积( 高层大气) ；自然和农业活动的排污；沉积蒸发进入污染物转化与损 失率研究。9 0 年代，微生物的迁移成为面源污染物迁移转化研究的新的增长点。在此 期间，开展了面源污染扩散与负荷的模型问题，例如：对于城市污染模拟模型，美国 提出了暴雨水管理模型( s w m m ) 、储存处理与溢流模型( s t o r m ) 、贝特尔市城市径流 管理模型等，对于农业与农村地区模型，提出了农药化肥迁移模型( a c t m o ) 、农业径 流管理模型( a r m ) 、统一迁移模型( u t m ) 、农业管理系统中农药、径流与侵蚀模型 ( c i 迮a m s ) 、区域性非点源集水面环境响应的模拟模型( a n s w e r s ) 等。在欧共体， 2 第章绪论 第一个明确提出非点源污染的官方文件是1 9 8 9 年欧盟委员会提出的一个直接建议，提 出水质问题是由农田与城市硝酸盐的释放引起的。面源污染研究的基本内容主要集中 于农田管理，滨岸流域管理、畜禽废物管理、农药化肥管理等，涉及环境化学、环境 地学，水文学、农业经济、土地学、农学、生物学等多种学科。 ( 1 2 2 国内研究现状 中国农业非点源污染研究起始于8 0 年代。其时开展的湖泊富营养化调查是非点源污 染研究的一个分支，之后在北京以及珠江流域、辽河流域、长江中下游流域的广州、 沈阳、上海、杭州、苏州、南京等城市开展了面源污染研究，其中北京城市径流污染 研究为最具代表性的非点源污染研究；而农业面源污染研究先后在大伙房水库，于桥 水库、滇池、太湖、巢湖、晋江流域等区域开展了工作。对于畜禽废物污染及管理与 研究工作，也在广州、沈阳、上海、苏州等地相继先后开展研究。方法上，首先对于 面源污染负荷的估算基本途径清华大学傅国伟教授等人采取了两种方法：( 1 ) 直接 立足于污染物在区域地表径流的迁移过程；( 2 ) 立足于对受纳水体的水质( 及水量) 分析，即通过对水体纳污量的分析计算，推算汇水区的污染物输出量。这是一种“问 接方法”，它抛开了污染物在区域地表的实际迁移过程，而只以对受纳水体所接受的污 染物量的观测负荷，减去点源负荷( 还应考虑迁移衰减的影响) ，而得出的非点源污染 负输出量( 或河库水体污染输入量) 。与此同时，北京、上海的中科院研究单位等采用 以剖析土地利用方式与污染负荷之间的内在联系为出发点进行研究，城市面源污染研 究一般将城市区域划分为工业、居住区，商业区、交通繁华区等几种主要土地利用类 型：农村面源污染研究主要采用径流试验场法，监测降雨径流的水质、水量，确定污 染物单位负荷量，从而估算面源污染发生负荷量。而对于面源污染模型的研究，已在 污染的区划模型、水库入库流量的经验预测模型、排污系统面源污染产污总量估算模 型( 含化肥汇入的污染物估算模型、水土流失泥沙量的估算模型、水土流失的有机质 和营养物的估算模型) ，我国在系统地进行非点源污染负荷模型研究，b t l b , j 处于起步阶 段。 9 0 年代至今，我国学者相继研究了一些适用于我国地域特征的农业面源污染模型。 如陈西平等人根据径流小区试验发现降雨量与污染物输出量有较好的相关性，并研究 了涪陵地区五种污染物的各次降雨冲刷预测方程嘲；李怀恩利用逆高斯分布瞬时单位线 3 广东工业大学硕士学位论文 法计算流域汇流的非点源污染物迁移机理模型阳一以及机理性流域暴雨径流响应模型伸，； 王昕皓等人提出了非点源污染负荷计算的单元坡面模型法n o j 徐向阳等定量分析了农田 降水、产流、下渗、排水、蒸散发、灌溉之间的关系，建立了一个模拟农业排水和产 沙的氨氮流失数学模型，；张水龙、庄季屏以辽西地区典型农业小流域非点源污染形成 的特点为基础，将机理与建模理论相结合，建立了一个包含流域水文模型、产污模型 和汇污模型等子模型的模型系统m ，等。虽然我国的农业面源污染模型有了一定的发展， 但与国外发达国家相比，有较大的差距。 1 3 研究内容 本研究选取广东省佛山市具有代表性的西南涌流域为研究对象，主要研究内容包括 以下几个方面： ( 1 ) 西南涌水质动态特征研究 通过对西南涌多次沿线大规模水质监测和雨季跟踪监测，结合2 0 0 8 2 0 1 0 年几项 项水质指标的监测结果分析，研究沛沿河水质在时间、空间变化规律。通过水质现状 评价，以准确地反映西南涌目前水体的质量和受污染水平，从而找出当前存在的主要 污染问题，揭示西南涌目前正受着农业面源污染的现象。为进一步研究该区域农业面 源污染提供基础，为有针对性地采取措施，制定有关防治的技术对策研究提供依据。 ( 2 ) 西南涌流域农业面源单元污染调查 对于居民区零散生活污水的面源单元，调查城镇和乡村居民人口、日均用水量； 对农田面源污染单元，调查土地利用现状、耕作方式、水土流失情况、农药化肥施用 ， 量和施用时间等；对于畜禽养殖的面源单元，调查畜禽种类、分布、数量及其污染物 产生量。 ( 3 ) 西南涌的面源污染模型研究和污染的空间分布研究 ( 4 ) 适用性农业面源污染控制技术分析 根据面源污染控制的指导思想和原则，结合西南涌流域的气候和地理条件和主要 面源污染特征，提出西南涌农业面源污染控制的主要任务及相应的措施，主要包括宏 观管理的非工程措施和具体的工程技术措施。分别对化肥施用污染、畜禽养殖污染和 农村生活污水控制措施进行研究。并根据面源污染的空间分异特性，针对该流域内农 村的具体情况，提出面源污染的有效控制工程。 1 4 研究技术路线 4 第一章绪论 本研究通过野外调查和室内分析研究相结合的方法进行，技术路线见图1 1 ，具 体工作过程如下： ( 1 ) 资料收集。首先是环境、气候、水文、土地类型及利用方式等方面的资料， 然后对居民人口、日均用水量；行政区域土地利用现状，农药、化肥施用量等；调查 畜禽种类、数量，粪便日均产生量进行详细调查，最后选取断面，监测水质指标，统 计地面径流量，以便建立和校正模型。 ( 2 ) 对西南涌进行定期监测，以观察在不同时间和水文条件下的水质变化。 ( 3 ) 收集资料确定模型参数，建立面源污染模型，在西南涌沿岸选取代表性区域， 跟踪监测降雨时的径流状况，进行检测值与模拟值的对比，验证模型的适用性。 ( 4 ) 采用k i c 接触氧化和微孔曝气技术进行示范工程，对进出水水质进行监测， 为西南涌面源污染防治提供工程技术理论依据。 图1 - 1 技术路线图 f i g 1 - 1t e c h n o l o g i c a lr o u t ec h a g t 5 广s - r - 业大学硕士学位论文 第二章西南涌的基本情况 2 1 西南涌概况 西南涌是佛山市范围内最重要的河涌之一，它西连佛山市三水区北江，流经三水 区的乐平、芦苞、南海的狮山、里水，最后在东边与流溪河、白泥河汇合，进入广州 的西航道；西南涌流域由一条主要干流和大棉涌、大塑涡涌、左岸涌、解放涌、乐平 涌、芦苞涌等6 条支涌组成的区域性河流。西南涌的主要功能有防洪、景观、自净、 航行、生态等功能，对当地经济发展和下游广州的珠江西航道的各种功能有着重要的影 响。 西南涌源自北江，自三水西南水闸起，向东流经三水高丰、上岸与大棉涌汇合， 在南海凤岗附近与左岸涌流经码头解放涌汇合，在南海的上新村和官窑附近分别与乐 平涌和芦苞涌汇合，再向东流经南海的和顺、里水等镇，在鸦岗附近与流溪河汇合后 注入珠江西航道，全长4 1 k i n ，流域面积4 8 5 平方公里。西南涌主要有6 条支涌，分别 是大棉涌，大塑涡涌，左岸涌，解放涌，乐平涌，芦苞涌。其中芦苞涌水量最大，大 约占西南涌总水量的一半。 西南涌潮汐变化规律与珠江三角洲一致，属于不规则半日潮区，一年3 6 5 天每天 都会出现两次高低期，即：高高潮、低高潮和高低潮、低低潮，根据不规则的天体运 动变化而每天高低潮出现时间不同；每月有两次半月周潮，呈“初一、十六潮水起， 初三、十八高低尽刮 的基本规律；一年有2 4 次大潮，每年最大潮多数出现在农历八 月十八。 西南涌的一个重要作用是当北江遇到特大洪峰时起分洪作用。在西南镇和芦苞镇 北江交界处分别设有分洪水闸，西南水闸和芦苞水闸的最大分洪量为1 1 0 0 矗s 和1 2 0 0 m 3 s ，平时根据北江水位的高低和工农业和生活的需要适当调节两个水闸的过流量。西 南涌解放涌也设置水闸，主要是解放涌提供生态补水和工农业用水的需要，不做分洪 使用。 根据2 0 0 9 年6 月实测的水文资料显示，丰水期西南涌起点西南水闸处水量为 1 5 7 m 3 s ，在与大棉涌、大塑涡、左岸涌、乐平涌、芦苞涌交汇后，官窑段河面变宽、 水量增大至约5 0 0m 3 s ；在西南涌出口处老鸦岗断面水量变大为8 0 0 - - 1 0 0 0m 3 s 。西 南涌水量进入枯水期过后明显的减少，基本上各个断面甚至减少到丰水期水量的1 5 或更小；2 0 1 0 年1 月根据调查实测西南水闸处水量仅为l o r e 。 6 第二章西南涌的基本情况 2 2 流域内行政区域概况 2 2 1 三水区概况 ( 1 ) 地理位置 三水区，广东省第三大城市佛山市五个行政辖区之一，位于北纬2 2 度5 8 分 至2 3 度3 4 分，东经1 1 2 度4 6 分至1 1 3 度0