秦嶺火地塘森林集水區(qū)徑流及水質(zhì)特征的研究.pdf

1、秦嶺南坡是中國南水北調(diào)中線工程的主要水源區(qū).火地塘林區(qū)位于秦嶺南坡中段中心地段,其水量和水質(zhì)狀況將對社會和經(jīng)濟產(chǎn)生重大影響.因此,2002-2004年期間在該林區(qū)開展了森林水文效應(yīng)綜合研究:在探討該林區(qū)內(nèi)火地溝集水區(qū)水文變化過程的基礎(chǔ)上,分別建立降水、徑流與時間的函數(shù)模型并分析降水與徑流的相關(guān)性;對該林區(qū)對不同水體進行水質(zhì)分析并用模糊數(shù)學(xué)綜合評價法對其進行水質(zhì)分級.研究結(jié)果表明:(1)根據(jù)火地溝集水區(qū)年徑流特征,將該區(qū)水文情勢可劃分為3

2、個時期:①枯水徑流期(11月至來年3月),徑流量占年徑流量11.2%,徑流主要是地下徑流(基流),變化平穩(wěn);②雪融水徑流期(4-5月),徑流量占年徑流量9.1%,徑流由地下徑流、雪融水徑流、少量降雨徑流組成,以雪融水徑流為主;③洪水徑流期(6-10月),徑流量占年徑流量79.7%,徑流由地下徑流、降雨徑流組成,以降雨徑流為主.火地溝集水區(qū)徑流年分配受到氣溫和降水的影響,森林的水源涵養(yǎng)功能對該集水區(qū)徑流的時間變化起著重大的調(diào)節(jié)作用.(2)

3、四個森林集水區(qū)徑流水水質(zhì)間無顯著性差異;大氣降水與森林集水區(qū)徑流水水質(zhì)間具有顯著性差異,其差異是由Na、Mg、Ca、K、BOD和pH值6種指標(biāo)引起的;表示大氣降水通過森林生態(tài)系統(tǒng)后水質(zhì)發(fā)生了顯著變化.(3)農(nóng)田試驗區(qū)徑流水與大氣降水水質(zhì)間無顯著性差異;但與森林集水區(qū)徑流水水質(zhì)有顯著性差異,其差異是由Mg、Ca、K、總N、COD、BOD和pH值7種指標(biāo)引起的.表示森林生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)對水質(zhì)的影響顯著不同.(4)火地溝集水區(qū)內(nèi),大氣降

4、水的物質(zhì)總輸入量為191.361kg/hm<'2>·a,徑流的物質(zhì)總輸出量為218.110kg/hm<'2>·a,物質(zhì)總輸出量大于物質(zhì)總輸入量,其中對Zn、Fe、Cd、Pb的貯留率分別為82.1%、98.8%、94.7%、91.0%,對總N、Na的貯留率分別為79.8%、70.6%,而對于Mg和Ca元素由于徑流輸出量高于大氣降水輸入量,貯濾強度則表現(xiàn)為負(fù)值.(5)火地溝集水區(qū)徑流水中BOD、COD的平均濃度分別比大氣降水中下降了6.99

5、mg/L,14.66mg/L,降低率分別為94.8%,69.0%;火地溝集水區(qū)徑流水中DO平均濃度比大氣降水中增加了1.38mg/L,增加率為19.9%.其余各森林集水區(qū)也有相同的規(guī)律,表明森林生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)了大氣降水中氧平衡指標(biāo)的濃度,改善了大氣降水的水質(zhì).(6)按照模糊數(shù)學(xué)綜合評價方法,用Zn、CODcr、DO、Cd、Pb、NH<,4><'+>-N這6項指標(biāo)作為評價指標(biāo),對森林集水區(qū)徑流水、農(nóng)田試驗地徑流水以及大氣降水水質(zhì)進行綜合評價