茅塔河水源地集中養(yǎng)殖水污染與坡耕地地表徑流污染控制研究.pdf

1、丹江口水庫是舉世矚目的南水北調(diào)工程的中線水源地，水域面積840 k㎡，蓄水總量達(dá)81億m3，直接擔(dān)負(fù)為京、津、冀、豫四?。ㄊ校┨峁┥铒嬘盟木薮笕蝿?wù)，其水質(zhì)狀況對(duì)于我國(guó)未來社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)安全均具有舉足輕重的作用。丹江口庫區(qū)分布有兩千多條小流域，庫區(qū)人口生活和主要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都在這些小流域中進(jìn)行。但隨著當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，禽畜廢水排放、農(nóng)田養(yǎng)分流失等污染已對(duì)農(nóng)村水環(huán)境產(chǎn)生了明顯的影響，進(jìn)而威脅著丹江口水庫的水質(zhì)安全。據(jù)統(tǒng)計(jì)，丹江

2、口庫區(qū)70％的小流域分布在十堰市轄區(qū)，十堰市水資源水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心對(duì)地表水體監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)表明：十堰市河流水質(zhì)總體是好的或比較好的，但局部區(qū)域和部分中、小河流污染較嚴(yán)重。
　　 本研究在十堰市茅箭區(qū)茅塔河流域中游廖家村選擇了一個(gè)小型養(yǎng)殖場(chǎng)（點(diǎn)源污染）和一處坡耕地（面源污染）作為試驗(yàn)區(qū)，設(shè)計(jì)、施工并進(jìn)行了一系列污染防控研究，為保障農(nóng)村水質(zhì)安全而探索合理可行的防控措施。
　　 針對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)污水有機(jī)物濃度高、氮磷污染嚴(yán)重等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了氧

3、化溝工藝進(jìn)行農(nóng)村小型養(yǎng)殖場(chǎng)廢水處理，設(shè)計(jì)出水達(dá)到禽畜廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，避免直接排放對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。在氧化溝進(jìn)行了清水試驗(yàn)，實(shí)測(cè)并分析了曝氣條件下，水流在氧化溝中的流速分布特點(diǎn)以及曝氣機(jī)的充氧能力，為優(yōu)化氧化溝水力條件和后續(xù)的污水調(diào)試奠定了基礎(chǔ)。
　　 水力試驗(yàn)探明應(yīng)用規(guī)模氧化溝內(nèi)不同曝氣條件下的溝體流態(tài)分布狀況，并研究了最佳的曝氣條件，曝氣機(jī)逆向旋轉(zhuǎn)、電機(jī)轉(zhuǎn)速100 r/min時(shí)或曝氣轉(zhuǎn)刷順向轉(zhuǎn)動(dòng)，曝氣機(jī)轉(zhuǎn)速為80 r/min

4、時(shí)，不論刷片淹沒深度大小，曝氣機(jī)都能推動(dòng)溝體水流循環(huán)，并不出現(xiàn)污泥沉積，同時(shí)為了減少能耗，選擇曝氣機(jī)刷片淹沒深度為150 mm，即可滿足溝體中水流循環(huán)所需要的推動(dòng)力，且不存在污泥滯留死角。
　　 曝氣機(jī)充氧試驗(yàn)結(jié)果表明，曝氣轉(zhuǎn)刷的刷片淹沒深度和轉(zhuǎn)速是影響其充氧能力的關(guān)鍵因素。在曝氣機(jī)刷片淹沒深度一定的情況下，當(dāng)曝氣機(jī)逆向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，充氧能力隨著轉(zhuǎn)速升高而降低，而當(dāng)曝氣機(jī)順向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則相反。對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)污水進(jìn)行處理調(diào)試期間，應(yīng)根據(jù)污水具體

5、情況和清水試驗(yàn)的結(jié)論，靈活調(diào)整方案，調(diào)節(jié)曝氣機(jī)轉(zhuǎn)速和刷片淹沒深度，以期達(dá)到最佳的處理效果。
　　 針對(duì)坡耕地水土流失嚴(yán)重，易造成農(nóng)業(yè)面源污染的現(xiàn)狀，選取茅塔河坡耕地開展了污染防控試驗(yàn)。結(jié)合試驗(yàn)小區(qū)實(shí)際種植玉米和黃豆，設(shè)置植物籬條件及不同農(nóng)藝措施，研究不同降雨情況下，不同措施對(duì)坡耕地水土和養(yǎng)分流失、作物生長(zhǎng)影響以及之間的相互關(guān)系。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明：降雨量、降雨持續(xù)時(shí)間以及作物生育期是影響坡耕地水土和養(yǎng)分流失的重要因素，

6、在施肥后降雨會(huì)導(dǎo)致農(nóng)田肥料來不及被作物吸收而大量流失，施肥1～2天后降雨所帶走的氮磷養(yǎng)分明顯高于未施肥降雨帶走的養(yǎng)分含量。同時(shí)，植物籬能夠有效控制水土和土壤氮磷養(yǎng)分的流失。在坡耕地上等高種植紫穗槐植物籬，能夠有效減少31.3％的地表徑流和53.9％的土壤侵蝕量發(fā)生。植物籬和農(nóng)作措施能有效減少降雨徑流中污染物濃度，處理小區(qū)的固體懸浮物和高錳酸鹽指數(shù)濃度分別比對(duì)照減少2.1％～10.8％和8.3％～24.9％，植物籬小區(qū)的氮、磷流失量分別是

7、對(duì)照的27.0％和73.1％。平衡施肥能促進(jìn)植物對(duì)土壤中各種養(yǎng)分的均衡吸收，增加作物對(duì)地表的覆蓋，防止水土流失，對(duì)阻滯徑流對(duì)養(yǎng)分的遷移起到明顯的效果。玉米黃豆間作也能夠削弱土壤養(yǎng)分的遷移。植物籬與平衡施肥、間作和壟作等農(nóng)藝措施相結(jié)合，能有效削弱坡耕地的水、土、肥流失。
　　 本文通過對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)污水處理工藝的試運(yùn)行以及清水試驗(yàn)，為農(nóng)村類似小點(diǎn)源污染治理提供了一定的理論基礎(chǔ)，防治坡耕地面源污染的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式也經(jīng)實(shí)踐證明是一種非常有效的