田庄水库面积 沂源田庄水库山东排名

田庄水库面积 沂源田庄水库山东排名

伍佰的歌曲-独一无二的近义词

２０１０年３月

第３２卷第２期

地下水

Ｇｒｏｕｎｄ ｗａｔｅｒ

Ｍａｒ．，２０１０

Ｖｏｌ＿３２ Ｎ０．２

沂源县田庄水库农业面源氮素淋滤行为研究

宋辉，刘庆福

（山东省沂源县水资源管理办公室，山东沂源２５６１００）

［摘要］ 受农业面源影响，典型山区水库一田庄水库氮素超标，通过模拟土壤在不同降雨强度与不同降雨类

型下的淋滤行为，探讨氮素淋溶释放规律，并对田庄水库农业面源氮素入库量进行了计算。结果表明，降雨类型和

降雨强度只影响土壤中氨氮峰值浓度出现的时间，对其数值影响不大，由于土壤中硝氮含量较高，使降雨强度和类

型对其淋出液中的硝氮峰值浓度产生的时间和数值都有所影响；农业面源氮污染通过田庄水库四条入库河流年均排

入水库中的硝氮总量高达６０４．４９ ｔ，氨氮为２３．８５ ｔ。

［关键词］ 淋滤试验；氨氮；硝氮；污染负荷

［中图分类号］Ｐ３３４ ５ ［文献标识码］ Ａ ［文章编号］ １００４—１１８４（２０１０）０３—００７１一ｏ３

Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｎｉｔｒｏｇｅｎ Ｌｅａｃｈｉｎｇ Ａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ

Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ｉｎ Ｔｉａｎｚｈｕａｎｇ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｉｎ Ｙｉｙｕａｎ Ｃｏｕｎｔｙ

ＳＯＮＧ Ｈｕｉ．ＬＩＵ Ｑｉｎｇ—ｆｈ

（Ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆｆｉｃｅ ｉｎ Ｙｉｙｕａｎ Ｃｏｕｎｔｙ ｉｎ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ）

Ａｂｓｒｔａｃｔ：Ｔｈｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｅｘｃｅｅｄｓ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｆｏｒ ｓｕｒｆａｃｅ ｗａｔｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｔｉａｎｚｈｕａｎｇ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ａｇ—

ｒｉｅｕｈｕｒａｌ ｎｏｎ—ｐｏｉｎｔ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｏｆ ｓｏｉｌｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒａｉｎｆａｌｌ ｔｙｐｅｓ

ａｎｄ ｉｎｔｅｎｓｉｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｒｅｌｅａｓｅ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｌｏａｄｉｎｇｓ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ

ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｗａｔｅｒｓｈｅｄｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｉａｎｚｈｕａｎｇ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｗｅｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ｐｅａｋ ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ ｏｆ ａｍ—

ｍｏｎｉｕｍ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｌｅａｃｈａｔｅｓ ｗａｓ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｒａｉｎｆａｌｌ ｔｙｐｅｓ ａｎｄ ｉｎｔｅｎｓｉｔｉｅｓ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｗｅｒｅ ｎｏｔ

ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ．Ｔｈｅ ｖａｌｕｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｅａｋ—ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ｎｉｔｒａｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｌｅａｃｈａｔｅｓ ｗｅｒｅ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｒａｉｎｆａｌｌ ｔｙｐｅｓ ａｎｄ ｉｎｔｅｎｓｉ—

ｔｉｅｓ．６０４．４９ｔ ｎｉｔｒａｔｅ ａｎｄ ２３．８５ｔ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｗａｔｅｒｓｈｅｄｓ ａｒｅ ｔａｋｅｎ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｆｏｕｒ ｉｎｆｌｏｗｓ ｏｆ ｔｈｅ

Ｔｉａｎｚｈｕａｎｇ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｌｅａｃｈｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ；ａｍｍｏｎｉｕｍ；ｎｉｔｒａｔｅ ａｎｄ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｌｏａｄｉｎｇ

１ 概况

田庄水库位于沂河上游，距县城４ ｋｍ，是一座以防洪、灌

溉为主，集发电、养殖、工业供水于一体的综合利用的大（二）

型水库，总库容量１３ ０５７×１０ ｍ ，兴利库容６ ８４０×１０ ｍ ，

防洪库容６０４４×１０ ｍ ，控制流域面积为４．２４×１０ ｈａ，流域

内多年平均降雨量约为８２１ ｍｍ，多年平均径流深２３７．８

ｍｍ，多年平均径流量１０ ０８２ ｘ １０ ｍ 。田庄水库自运行以

来，在防洪、农业灌溉、工业供水、水产养殖等方面发挥了巨

大的作用。

由于受联合化工和上游企业污、废水污染，特别是农药、

化肥的污染，水库“三氮”含量超标，水体功能下降。农业生

产过程中氮素的大量淋失是造成流域内河流氮超标的主要

原因，而这些氮中的很大一部分又通过地表径流与地下径流

的方式汇集到水库水体中，因此农业面源氮是影响水库水质

的一个重要的污染源。通过试验模拟土壤在不同降雨强度

与不同降雨类型下的淋滤行为，探讨农业面源氮素淋溶释放

规律，为科学防治水污染，改善水环境提供理论与技术支持。

２试验装置与方法

２．１装置

淋滤试验的主体装置为２５ ｅｍ×２５ ｃｍ×３０ ｅｍ的ＰＶＣ槽。

槽底部中心和一角分别设一出水孔（中＝５ｍｍ），用烧杯（将两孔

出水合二为一）承接淋出的水样。在槽底部内衬滤纸和纱布各

一层，以防止样品阻塞出水孔。装置示意图见图ｌ。

２．２ 方法

试验中进行土壤的淋滤试验，测定淋出液中的氨氮和硝

氮。试验所采用土壤为田庄水库支流南岩河、大张庄河、高

村河流域周围的农田以及田庄水库上游鲁村加油站旁农田０

～５０ ｃｍ深度内的混合土壤。所有样品经自然风干并筛分后

备用。其主要理化性质指标见表１。

表１ 试验用土壤的主要物理和化学性质指标

试验用水为蒸馏水（模拟自然降雨），经测定，其中的氨

氮、硝氮含量接近０．００ Ｉｌｌ ｇ／Ｌ，不会对淋出的氨氮、硝氮浓度

产生影响，符合试验要求。

在淋滤槽内装入厚度为５ ｅｍ的土壤样品，铺平并轻轻压

实，使其接近自然状态下的密实度，其重量为２．５ ｋｇ。该部

分分别进行了暴雨强度、连续式降雨条件下的土壤淋滤试验

和模拟小雨强度、间歇式降雨条件下的土壤淋滤试验。

［收稿１３期］２００９—１２—２２

［作者简介］ 宋辉（１９６９一），男，山东沂源人，高级工程师，主要从事水资源管理及保护工作。

７１

第３２卷 第２期 地下水 ２０１０年３月

图１ 淋滤试验装置示意图

３结果与讨论

３．１ 暴雨强度、连续式降雨条件下农业面源氮素的淋滤

行为

该试验共历时２ ２０５ ｍｉｎ，试验进行到７５０ ｍｉｎ左右时，

土壤淋出液中的氨氮和硝氮浓度的变化已经趋于稳定。

图２所示为模拟暴雨强度、连续式降雨条件下土壤淋出

液中氨氮浓度变化曲线。从图中可以看出该变化具有较好

的规律性。试验初期，淋出液中氨氮浓度上升较快，至３０

ｒａｉｎ时达到最大浓度３．５６ ｍｇ／Ｌ，之后浓度逐渐下降，下降阶

段分两个时期，一是浓度快速降低阶段（３０ ｍｉｎ～７９ ｍｉｎ），一

是浓度缓慢下降阶段（７９ ｍｉｎ～试验结束）。至试验结束时，

淋出液中氨氮浓度已经低于０．２０ ｍｇ／Ｌ。

图３所示为模拟暴雨强度、连续式降雨条件下土壤淋出

液中硝氮浓度变化曲线。

时间，皿ｉ ｎ）

图２ 暴雨连续式降雨条件下土壤淋出液中氨氦浓度变化曲线

时 （ｍ１ Ｆ１）

图３ 暴雨连续式降雨条件下土壤淋出液中硝氮浓度变化曲线

将该曲线与图２进行比较发现，两图趋势在总体上相同，

而且淋出液中硝氮浓度的出峰时间与氨氮一致，显示出较好

的规律性。淋出液中的硝氮浓度峰值出现在第３０ ｍｉｎ，为

５３．６２ １３＂１ ｇ／Ｌ，至试验结束之时，其浓度已降低到０．１０ ｍｇ／Ｌ。

３．２小雨强度、间歇式降雨条件下农业面源氦的淋滤行为

试验共历时２ １０６ ｍｉｎ，试验进行到７５０ ｍｉｎ左右时，土

壤淋出液中的氨氮和硝氮浓度的变化趋势已经非常平缓。

图４和图５所示分别为模拟小雨强度、间歇式降雨条件下土

７２

壤淋出液中氨氮与硝氮浓度变化曲线。

§

掘

时间（ｒｎｉ ｎ）

图４ 小雨间歇式降雨条件下土壤淋出液中氨氮浓度变化曲线

时ｆｎｌ（ｍｉ ｎ）

图５ 小雨间歇式降雨条件下土壤淋出液中硝氮浓度变化曲线

由两图可以看出，间歇淋滤方式下淋出液中氨氮和硝氮

浓度的变化均呈锯齿状，这主要是由于固液比、固液接触时

间及降雨量变化造成的。在该降雨强度与降雨类型下，淋出

液氨氮和硝氮的浓度变化曲线的趋势一致，出峰时间相差不

大，氨氮是在第８０ ｍｉｎ达到峰值浓度３．９２ ｍｇ／Ｌ，硝氮在第

７０ ｍｉｎ达到最大值７０．４３ ｍｇ／Ｌ，在此之后，两条曲线在总体

上均呈下降趋势，而且下降的坡度越来越平缓，直至趋于稳

定。至试验结束时，土壤淋出液中的氨氮浓度已降至０．１４

ｍｇ／Ｌ，硝氮降至０．０２ ｎｑ－ｇ／Ｌ，可以推测最终残留在土壤中的

氨氮和硝氮的含量已经很小。

由两组试验可以看出，田庄水库流域内农田土壤中的氨

氮与硝氮在降雨时会迅速被淋溶到雨水中，而这些污染物质

会随径流汇集到地表和地下水体中对其造成污染。农业面

源污染由于范围广、量大，其中硝氮污染尤为严重，致使其成

为田庄水库水体硝氮的主要来源。

４ 田庄水库农业面源氮素淋滤贡献量

计算

试验研究发现，农业面源氮污染对水库水体较高的氮含

量有很大的贡献，经过调查，田庄水库流域内主要的河流没

有接纳大型企业的污水，因此河流中的氮绝大部分来源于农

业污染。由于氮肥和农药的大量施用，农业面源氮污染对河

流水质的影响明显。所以在本部分采用入库河流的多年平

均入库水量及对河流定期监测的氨氮和硝氮浓度，来确定农

业面源对水库水体氮污染的年贡献量，结果见表２和表３。

由表２和３可以看出，农业面源带入水库的氮素主要是硝

氮，四条入库河流对水库硝氮的年贡献量达到６０４．４９ ｔ，氨氮的

年贡献量为２３．８５ ｔ。其中高村河由于在枯水期经常断流，贡献

量相对于其它 河流较小。因为田庄水库流域范围广、农田面

积大，农业污染对于水库水质（硝氮）的影响远远高于其它点源

污染。因此，合理解决农业氮污染问题将是恢复田庄水库水质、

缓解沂源县生活饮用水压力的重要环节。

３２卷 第２期 地下水 ２０１０年３月

表２农业面源硝氮对水库的贡献量

表３农业面源氨氦对水库的贡献量

５结论

通过对田庄水库周边的农田土壤在自然降雨条件下氮淋滤

的试验研究，得出了以下结论：

（１）降雨类型和降雨强度只影响土壤中氨氮峰值浓度出现

的时间，对其数值影响不大，由于土壤中硝氮含量较高，使降雨

强度和类型对其淋出液中的硝氮峰值浓度产生的时间和数值都

有所影响，但两种淋滤方式下曲线的总体趋势一致。

（２）农业面源氮素对水库造成的污染相当严重。农业面

源氮污染通过四条入库河流年均排入水库中的硝氮总量高

达６０４．４９ ｔ，氨氮为２３．８５ ｔ。

参考文献

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社。２００１．

［２］孑Ｌ健健．福州第二水源山仔水库底泥营养盐一氮污染研究．福

建师范大学硕士学位论文．

［３］李小亮．浅水湖泊氮磷转化规律的数值研究．河海大学硕士

毕业论文．

［４］王鹤名．水库（湖泊）水体中“三氮”迁移转化的数学模型及其

应用．吉林大学硕士学位论文．

［５］吴启鲁，张涛，李河海等．田庄水库水环境初步研究．山东师

大学报，１９９５，１０（３）：３０８—３ｌ３．

［６］叶守泽等．水库水环境模拟预测与评价．北京：中国水利水电

出版社，１９９８．

［７］袁文权．西沥水库内源污染及其控制．清华大学硕士学位论

文，２００４．

［８］水质一湖泊和水库采样技术指导．ＧＢ／Ｔ １４５８１—９３．

［９］朱亮．供水水源保护与微污染水体净化．北京：化学工业出版

社．２００４．

注：生活饮用水国家标准为：总硬度＜４５０，硫酸盐＜２５０，氯化物＜２５０，硝酸盐氮＜２０，ＰＨ值６．５～８．５

３．７工程措施 产品的水源，据统计，全县近百个海产品加工企业年使用海水近

搞好海水淡化站建设，增加淡化水供水量，减少地下水取水 ５０万ｍ ，不但节约了淡水资源，而且每年节省了生产成本近

量，合理保护地下水资源。截止目前，长岛县１Ｏ个有居民岛总 ３００万元。指定专门的不影响地下水资源的场所，堆放养殖物

投资２ ５６０万元，已建成海水淡化站８座，日产淡化水规模 资、晾晒海泥；扇贝壳一律放在不影响生态、旅游环境的指定地

２ ２００ ｔ／ｄ，分别为长岛城区１座（１ ０００ ｔ／ｄ），北长山乡北城村１ 点堆放，以备二次利用。在海水侵染区，按照合理密度打咸水

座（２００ ｔ／ｄ），黑山乡土岛村１座（２０ ｔ／ｄ），大钦岛乡东村１座 井，上层用淡水封闭，结合汛期降雨回灌，形成淡水压力墙，使内

（１５０ ｔ／ｄ）、南村１座（２００ ｔ／ｄ），砣矶镇１座（２００ ｔ／ｄ），南隍城 侵的咸水回流，降低咸水层水位，减少海水侵染面积，直至达到

乡１座（３００ ｔ／ｄ），北隍城乡１座（７５ ｔ／ｄ），小钦岛乡１座（７５ 原先的平衡状态。

ｔ／ｄ）。地下水开采量的减少，地下水位的下降趋势得到有效遏

制。防潮堤的规划建设，避免了海浪的直接冲刷、渗透。在海水

侵染区修建防潮堤是减少海水入侵的有效工程措施，目前，长岛

县防潮堤工程达标长度已达９ ｋｍ。开发雨水集蓄利用等水利工

程的建设，增加地表水的保有量，以淡压咸。到目前为止，整个

群岛已建水库、塘坝、蓄水池、谷坊、屋檐接水等小水利工程

５ ５００户处，充分利用汛期降雨量多的特点，大量蓄水，年集蓄雨

水能力达到１４０余万ｍ’。水产加工企业，使用海水作为冲洗海

４结语

地下水是水资源的重要组成部分，特别是对无客水来源的

海岛尤为重要，是人类生存、生活和生产活动必不可少的宝贵资

源，保护好海岛的地下水资源，防止人为污染，将对“岛兴我荣、

岛富我强、我为海岛添光彩”起关键性作用。

附１：长岛县２００８年ｌ２月机电井统计及水样水质化验表

附２：英文题目、英文摘要

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