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非点源污染在点源污染得到有效控制之后,其危害严重性、治理困难性、时空不确定性日益显露出来,农业非点源研究尤为重要,是我国水环境恶化的主要因素之一。农业非点源污染其所含的氮、磷是造成水体富营养化以及流域景观破坏等环境问题的主要因子,由此农业非点源污染控制的研究日益受到重视。 本研究在总结国内外非点源污染的研究进展文献的基础上,以污染物量化及非点源污染与异质景观相关性分析为研究目标,选取研究甚少的我国东北地区吉林省长春市的重要水源地——石头口门水库上游流域作为研究对象,研究内容主要有: 1.结合GIS技术、现场踏查、径流实验污染物浓度实测等手段,采用美国土壤通用流失方程(USIE)、降雨径流模型(SCS)计算该流域的土壤侵蚀量,对非点源污染的土壤侵蚀模数,降雨径流量,污染物N、P流失量等指标进行量化。 2.用景观分析方法,在入库的双阳河流域选取典型的具代表性的两个小流域,且该区的景观有一定的差异性。分别在降雨前后采集河流入口处的水样及不同地区、不同土地利用类型的土样进行实验测定。分析农业非点源污染与异质景观(本文采用土地利用类型)的关系,探讨了景观格局优化在非点源污染控制中的作用原理。 该流域多年降雨量为650mm,非点源污染主要发生在雨季,7～9月份是多雨季节,引起了80%以上的非点源污染。得出以下结论: 1.应用USLE与SCS模型结合GIS算得该流域年土壤侵蚀量2705115t,径流量1146.9184万m~3。平均侵蚀模数为508.1t/km~2·a,该区土壤侵蚀状况呈微度侵蚀。 2.应用平均浓度法对流域的年污染负荷量进行计算,非点源污染负荷可溶N、悬浮N、可溶P、悬浮P分别为340259.5kg/a、47178.96kg/a、23419.71kg/a、42864.56kg/a。可见N流失以可溶态为主;P流失则相反,以悬浮态为主。 3.结合景观格局指数对双阳河上杜家、蒋家小流域进行分析,并结合采集水样、土样测定N、P污染物的实验方法,得出不同土地利用类型及其空间布局对农业非点源污染影响重大。