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第三届环境模拟与荡染控制学术研讨会论文 A G N P S 模型对小流域农业非点源污染评估及控制对策 洪华生1 ，张玉珍2 ，陈能汪2 ，曾悦2 ，黄金良2 ，曹文志1 ( 1 厦门大学海洋环境科学教育部重点实验室，2 厦门大学环境科学研究中心) l 课题背景 九龙江是福建省第二大河，流域内农业生产集约化程度高近年来由于人类插动的干扰， 如大垂坡地果园开发，化肥农药使用量增加、畜禽养殖业迅猛发展等使得九龙江流域农业非 点源污染问题日益突出，在国家教育部博士点基金项目( 1 9 9 9 0 3 8 4 1 1 ) 的支持下，本文验证 A G N P s 模型在当地水文条件下的适用性，估算氦磷污染负荷及来源、贡献，模拟评价5 种常 见控制措施，从而针对性地提出农业非点源污染控制对策这对于保护流域和近岸海域水质、 预防流域和近岸海域富营养化、确保饮用水源水质安全及近岸海域水产品的食品安全具有重 大的理论和实践意义 2 研究方法 九龙江流域内遴选大小2 个典型小流域，其中较大的小流域集水区面积9 6 0 h a ，属于典 型农业区，主要土地利用有耕地、林地、水塘、村庄、养殖场等另一小流域集水区面积1 8 8 h a ， 属于纯农业耕作区。

以两小流域作为研究区，分别记为A 、B 通过调查分析、野外实测与室内实验分析，在G I s 技术支持下，验证A G N P s 模型在当 地水文状况下的适用性，并估算小流域全年氮磷流失负荷及不同污染源贡献 采用A G N P s 模型对5 种常见的非点源污染控制措施进行模拟评价，为选择高效的农业 非点源氮磷流失控制措施提供依据 3 结果与讨论 3l 模型验证 根据各次降雨事件的观测和模拟结果，经统计分析得到表1 表1 实测数据与模拟结果对照表 流域集水面积，h a项目降雨事件观测值平均模拟值平均误差惕 A9 6 0径流量／m 351 5 7 7 9 51 3 5 2 9 9—1 4 峰流量／m 3 s 一1 51 - 3 71 ．6 31 9 总氮，I 【g 51 5 4 11 4 4 0 - 7 可溶性氦n 喑 51 0 5 11 2 3 71 8 总磷舷g 53 6 ．13 7 ．13 可溶性磷，k g 55 ．3 57 ．0 53 2 B1 8 8径流量，m 31 0 4 8 7 6 34 4 9 5 6_ 8 峰流量，m 3 s 一1 1 0O ．6 2 8O ．7 5 92 1 总氮／l ( g 94 8 63 8 2．2 l 可溶性氮m g 93 4 53 3 5．3 总磷，l 【g 1 0 1 4 31 7 ．22 0 可溶性磷瓜g l O3 ．4 62 ．2 9．3 4 从表1 中可以看出，模拟值与观测值之间的误差均在3 5 ％以内，其模拟精度可以接受． 说明A G N P s 模型在南方丘陵地区的农业非点源污染物质负荷估算及评价的应用潜力。

通过 多种降雨事件的比较，发现A G N P s 模型对日降雨量在3 0 - 1 0 0m m 的降雨有较好的模拟效果 再计算N a s h ．s u t t c l i f c 性能系数，其公式为E = 1 ．∑( “一啡) 2 晓t “．凸) 2 ，‰为测惫值，岛 为预测值，Q 为观测平均值，n 为观测的次数采用上式计算衡量模型模拟值和观测值之 弘l 一 第三届环境模拟与污染控制学米研讨会论文 间拟含度，结果如表2 所示h 『豁b ．S u 廿c l i f e 性能系数E 除峰流量外，基本上都在O ．8 以上 同样验证了A G N P s 模型较好的模拟精度及其适用性 表2 №s h ．S u 仕c l i f c 系数E 3 ．2 氮磷污染流失负荷估算 根据2 0 0 2 年降雨资料，通过A G N P s 模型估算，加总得到小流域A 因降雨冲刷的污染物 负荷为：总氮为2 7 ．5 1 k g ，I l a ．总磷为O ．7 5 k g n n ；来自水土流失氮负荷为5 1 9 4 k g ，} l a ．磷为 6 3 5 k g m a ，来自化肥氮2 1 2 4 1 k 鲫1 a ，磷为7 7 k g m 8 。

则来自化肥的氮为来自水流失氮的4 倍， 来自水土流失磷为来自化肥磷的8 倍这也就是说，流失的氮主要来自化肥，磷主要来自水 土流失另外，可溶性氮占总氮比例全年平均为6 3 ．2 ％，泥砂态磷占总磷则为9 4 ．5 ％，说明 农业小流域径流流失的氮素以可溶态氮为主，而磷素咀泥砂态为主 3 ．3 控制措施评价及选择 构建以下5 种非点源污染控制措施： 措施1 ：采用等高耕作，坡耕地种植水果： 措施2 ：建立多水塘系统； 措施3 ：削减化肥施用量3 0 ％： 措施4 ；把现有的坡耕地改为疏林地，不采取任何水保措麓： 措施5 ：在农田与河岸带种植绿肥，既草地过滤带，绿肥施肥水平按模型中提供的最低标 准考虑 表3 构建控制措施氮磷削减率 表中数据以z 0 0 2 年9 月1 1 日降雨事件为例 无变化率宰未计算 对于措施l ，对坡耕地采取等高耕作措施，对土壤侵蚀和泥砂态氯的削减是有一定的效 果，所以对一些坡度不是太大地区，还是建议采用此法 对于措施2 ，可以看出水塘对氮磷和径流量消减效果较好，削减率都在1 4 ％以上建议 在一些地区可以考虑多水塘系统，只是要注意鱼塘的氮磷出路问题 对于措施3 ，削减化肥施用量3 0 ％，可溶态氮与可溶态磷的削减率都在2 5 ％以上．目前 该地区化肥施用水平较其它高，削减空间很大，只要配套措施到位。

对于措施4 ，对于把现有的坡耕地改为林地，对径流量和可溶态营养盐都有较好的削减 效果，但对泥砂态则无效果，因此可以考虑对坡度较大的地区坡地改林地，对于坡度较小的 地方．实行等高耕作，种植水果，创造经济效益 对于措施5 可以看出，该措施对削减泥砂态氮磷效果最佳，是控制农业非点源的极力 提倡的措施，对于一些河段污染较严重的地段，建议在农田河边带种植绿肥或其它草地，绿 肥又有涵养土地的功能，又为畜牧业提供荜源 一2 记一 。