伊通河流域非點源污染分布防控策略

韓飛 張晨 張嚴予 胡進會

摘?要：時下，農業的迅速發展與進步，使得大量污染物質污染土壤和水體，一些污染物隨地表徑流進入水環境，對水環境的污染不容輕視，特別是農業非點源污染問題日益加劇。對伊通河流域非點源污染分布進行解析研究和提出防控策略刻不容緩，對于解析氮磷污染物質對伊通河的污染途徑及其指導如何采取有效措施對其加以控制具有非常重要的現實意義，對伊通河流域將來的發展和進步也是至關重要。

關鍵詞：伊通河流域;防控策略;SWAT模型;非點源污染

1引言

伊通河發源于吉林省伊通縣境內，河流源頭位于哈達嶺山脈青頂山北麓。伊通河先后流經四平市伊通縣、長春市，在長春市的農安縣靠山鄉匯入飲馬河，并注入第二松花江，是第二松花江的重要支流，伊通河上游有兩個源頭，一條支流。伊通河全程342.5千米，流域面積為8840平方千米，流域水質較差，基本為五類水體，水環境嚴重污染。隨著社會的發展和進步以及人們生活水平的提高，水污染問題逐漸引起了重視，點源污染得到了較好的控制，但人們發現水體的污染狀況并沒有得到實質性的解決，非點源污染問題便引起了人們的注意，并由于其隨機性、滯后性、難以監測等特點被人們逐漸重視[1，2]。

2伊通河流域非點源污染問題

2.1 農業非點源污染的介紹

農業非點源污染（ANPSP）是指在農業生產活動中，農田中的泥沙、營養鹽、農藥及其他污染物在降水或灌溉過程中，通過農田地表徑流、壤中流、農田排水和地下滲漏進入水體從而造成污染。由于具有地域復雜性和不確定性，所以國內在農業非點源污染領域的研究起步較晚，目前基本以引進國外模型并進行模擬應用和影響因子修正為主。僅在幾個熱點地區（如太湖和滇池）采用模型進行了較全面的農業非點源污染預測，其余大部分地區多以實地調查和現狀評價為主[2]。

2.2 農業非點源污染的形成

近年來隨著水土流失的發展，種植業化肥與農藥的使用量逐步增多，在農業生產活動中，施入農田的氮磷等化肥和農藥以及其他的化學有機和無機的污染物，在地表徑流和農田水土流失的作用下，形成地表水環境的污染，這就是農業非點源污染的形成。不同的污染物質會造成不同的農業非點源污染，包括有農藥和化肥污染、畜禽養殖業污染、水土流失污染、生活污染等多種類型[2，3]。

2.3 農業非點源污染的控制

本農業非點源污染的控制途徑包括施肥、田間水肥管理、水土保持措施等。其中施肥又包括施肥的種類、數量、施肥方式及時間[2-3]。從氮磷元素的流失途徑上考慮，通過植物緩沖帶、濕地對徑流的滯緩、攔截、貯存，減少像下游受納水體的輸出負荷。在污染物匯入河流、胡泊后再進行治理，其中最有效、經濟的措施是控制源頭，其次是在流失途徑上攔截。

3伊通河流域非點源污染防控策略

3.1 SWAT模型介紹

SWAT模型是由美國農業部農業研究中心開發的流域尺度分布式水文模型，內容涉及流域水平衡、流量預測及非點源污染等諸多方面，主要是用來模擬較長時間段內復雜流域內不同土壤、土地利用與管理方式下產生的水、泥沙與營養物的變化，預測人類活動對水、沙、農業、化學物質的長期影響[4]。SWAT模型結構繁雜，包括氣象、土壤、水文、泥沙、作物生長、營養物和農業化學等八個部分，分為水文過程子模型、土壤侵蝕子模型與污染負荷子模型等等。

3.2伊通河流域非點源污染時空過程解析

伊通河流域非點源污染時空過程解析是本研究中要解決的首要技術難點。應用SWAT 模型，對伊通河流域非點源 TN 與 TP 污染時空過程進行解析，并形成伊通河流域非點源污染時空過程解析的關鍵技術。

3.3伊通河流域土地利用與非點源污染關聯分析

伊通河流域土地利用與非點源污染關聯分析是本研究要解決的重要技術難點。應用ArcGIS及Fragstat軟件對土地利用類型及土地景觀格局與非點源污染的關聯性進行分析，并在此基礎上形成伊通河流域土地利用與非點源污染關聯分析的關鍵技術。

3.4伊通河非點源污染防控策略

伊通河流域非點源污染控制管理措施的提出是本研究中要解決的關鍵技術難點。本研究設計了非點源污染控制的管理措施與污染控制單元劃分方案，提出策略，實現生態功能恢復。

3.4伊通河非點源污染建議措施

在污水處理、防洪防災等方面考慮，還沒有提出農業非點源污染的控制措施，所以建議增加相關法律條例，進而更好的控制和規劃非點源污染的治理與防護，另外選擇特定區域退耕還林，對其水域未來發展和環境防護都是很有必要的選擇。對于耕地，要改變不合理的耕作方式，這樣可以減小污染物的遷移能力，進而減少污染物向環境輸出的種類和數量。另外化肥的不科學使用是導致氮磷等元素進入水體的重要因素，對施肥的時間、使用量、使用類型要科學合理的規劃，選擇緩釋肥料、施用綠肥等方式可以平衡土壤養分供給與作物生長的需求，提高化肥的利用率，防止養分的流失對環境造成污染。

4結論

本項目針對伊通河流域非點源污染問題而開展，將通過建立伊通河流域SWAT模型，對氮磷非點源污染時間分布特征及空間分布特征研究，對伊通河流域非點源氮磷污染負荷進行估算，同時開展對土地利用進行非點源氮磷模擬，進而分析土地利用類型及景觀格局與非點源污染之間的關系，最終完成伊通河流域非點源污染控制情景模擬與控制單元分區，根據對重點污染區域及關鍵控制單元識別，提出伊通河非點源污染防控策略。本項目的研究內容符合國家及我省關于河流流域治理的總體要求，有助于深入實施松花江、遼河兩大重點流域環境綜合整治，解決部分斷面水質超標和城市黑臭水體問題，并進一步提升全省水環境質量，有效維護水環境安全。

參考文獻

[1]?李陽.伊通河流域農業面源污染負荷估算及其防治對策研究.東北師范大學，2012.

[2]?孫曉慶，卞建民，查恩爽，張琳，陶勇.伊通河流域農業非點源污染對水環境的影響模擬研究.水土保持通報，2013.

[3]?查恩爽.伊通河流域農業非點源污染模擬及最佳管理措施的應用.吉林大學，2011.

[4]?李瀟瀚，王瑞，卞建民，韋昊.基于GIS的伊通河流域農業非點源污染風險評估.吉林大學，2011.

作者簡介：韓飛（1997-），男，山東省菏澤市人，本科在讀，給排水科學與工程專業。

基金項目：吉林省大學生創新創業訓練計劃項目（201910191099）