开题报告——小流域土地利用结构对氮磷输出的影响.doc

毕业论文（设计）开题报告书题 目小流域土地利用结构对氮磷输出的影响姓 名XX学 号 专 业环境工程指导教师 职 称教授学 位博士课题来源国家科技支撑计划科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）一科学意义随着人类经济活动的不断加剧，水资源危机目前已成为全世界一个十分尖锐的社会问题。水资源危机不仅表现为水量的不足，更反应为水质的恶化。传统上按照污染的发生类型，把水环境污染源分成点源和非点源。非点源污染是相对于点源污染而言的，非点源污染是通过降雨径流的淋溶和冲刷作用，使大气中、地面和土壤中的污染物进入江河湖泊、水库、海洋等水体，引起水体悬浮物浓度升高，有毒害物质浓度增加，水体富营养化和酸化等水体污染现象（周慧平，许有鹏，葛小平，2003）。随着上个世纪六十年代，点源污染在包括我国在内的许多国家已经得到较好的控制和治理。而非点源污染由于起源于分散、多样的地区，地理边界和发生位置难以识别和确定，随机性强、成因复杂、潜伏周期长，因而防治十分困难，目前已成为影响水体环境质量的重要污染源（Loen L，2001；Voutsa D，2001, 杨爱玲，朱颜明，1999）。发达国家经过多年的研究证明农业非点源污染是导致水体污染的最主要原因之一。在美国，60%的水环境污染起源于非点源。在奥地利北部地区，据计算进入水环境的非点源氮量远比点源大。丹麦270条河流94的氮负荷、52的磷负荷是由非点源污染引起的。荷兰农业非点源提供的总氮、总磷分别占水环境污染总量的60和40-50%（付永锋，陈文辉，赵基花，2003）。二、流域非点源污染研究现状非点源污染是水环境的重要污染源，也成为威胁饮用水的主要原因，其中以湖泊、水库的水质富营养化以及流域水质恶化问题尤为突出。非点源污染物质包括泥沙、营养盐、重金属、泥沙和有机物等，其中氮磷营养盐是引起水体富营养化的主要原因，因此目前对于非点源污染的研究大都集中的氮磷这两种营养元素。由于非点源污染多随径流发生，越来越多研究选取流域作为研究单位，这对于解决当今水危机，尤其是水质恶化有重要意义（苑韶峰，吕军，2004）。流域农业非点源氮、磷污染造成的水环境问题，已成为急需解决的重大环境问题，并且这个问题已经相当普遍（Diederik et al., 1998; Li and Zhang,1999; Hudson et al., 2005）。在中国水体污染严重的流域，农田、农村畜禽养殖和城乡结合部地带的生活排污是造成流域水体氮、磷富营养化的主要原因，其贡献大大超过来自城市地区的生活点源污染和工业点源污染（张维理等，2004）研究内容1、对金井河流域的地形、土地利用、土壤等图形进行数字化处理；2、对金井河流域内农户的经济和社会生活状况进行全面调查；3、分析该流域水体内总氮、硝态氮、铵态氮和总磷含量季节上的变化特征；4、分析典型土地利用类型下该流域水体总氮、硝态氮、铵态氮和总磷的输出特点；5、分析不同施肥情况下流域水体总氮、硝态氮、铵态氮和总磷的流失情况。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析1.拟解决的关键问题利用GIS软件实现土地利用、土壤、施肥情况和流域水体氮磷含量的链接。2. 拟采取的技术路线、实验（社会调查）方案及可行性分析技术路线流域的划分采样点的布置水样的采集与测定收集流域基本资料（水文资料、土壤性质、土地利用类型图、卫星影像图、施肥情况等）季节与水体氮磷含量的关系土地利用与水体氮磷含量的关系施肥与水体氮磷含量的关系提出建议，合理施肥，优化土地利用格局，在源头减少氮磷污染的产生实验方案1、水样的采集与测定(1) 采样点的布置与水样的采集研究区域位于湖南省长沙县金井镇该流域面积144平方公里。利用GPS严格定位，每个监测点的上游部分作为一个子流域，和影响该监测点水质的作用范围。采样时间为2009年8月至2010年7月，每个月一次。使用容量为500mL聚乙烯塑料瓶采集水样，带回实验室及时测定水样总氮、铵态氮、硝态氮和总氮含量。采样同时，对水体的水温、pH等进行测定，并记录气温等基础数据。采样布置图如下： (2) 水样的分析NH4+-N含量测定采用靛酚蓝紫外分光光度法；NO3-N含量测定用Flaster5000流动注射仪；总氮含量测定采用碱性过硫酸钾消煮紫外分光光度法；总磷含量测定采用过硫酸钾消解-钼锑抗分光光度法2、收集的资料(1) 图集资料主要收集的地图包括：卫星遥感图、地形图、土壤图和气象气候图等。(2) 表格资料金井河流域内农户的经济和社会活动情况调查表。（其内容主要包括：农户家庭人口构成、各种土地的种植面积、各块土地的施肥量和种植的作物及产量、家禽家畜的饲养情况（饲料的组成和动物粪便的处理）、农户的消费结构以及农户的经济收入和支出的构成。）金井河流域气候变化表、径流量记录表和降雨强度记录表等。3、资料处理(1) 利用GIS软件判读金井河流域2009年卫星影像图，结合实地踏勘，划分氮磷流失评价单元，并计算得出单元内各种土地利用的面积和比例；(2) 利用GIS方法将氮磷含量的空间分布与土地利用类型结合起来，分析不同土地利用类型及其空间布局对农业非点源污染的影响。(3) 利用SPSS，分析季节、施肥与水体氮磷含量的关系。可行性分析1、学院及学校的仪器设备和实验条件能满足水样的分析测定，流域农户调查已完成，流域卫星影像图已搜集到，每月水样采集与测定正在进行中。2、流域水文资料还未搜集到。采样点受人类活动影响较大，以致数据波动性较大。GIS软件的使用还不熟悉，还需进一步的学习。研究计划及预期成果预期研究结果：1、 了解流域水体中非点源污染物氮磷含量季节上的变化特征。2、 了解典型土地利用类型下流域水体非点源污染物氮磷的输出特点。3、 了