MODELING SEDIMENT AND PHOSPHORUS LOSSES IN AN AGRICULTURAL WATERSHED TO MEET TMDLs1

ABSTRACT: This paper studies the effectiveness of alternative farm management strategies at improving water quality to meet Total Maximum Daily Loads (TMDLs) in agricultural watersheds. A spatial process model was calibrated using monthly flow, sediment, and phosphorus (P) losses (1994 to 1996) from Sand Creek watershed in south‐central Minnesota. Statistical evaluation of predicted and observed data gave r² coefficients of 0.75, 0.69, and 0.49 for flow (average 4.1 m³/s), sediment load (average 0.44 ton/ha), and phosphorus load (average 0.97 kg/ha), respectively. The calibrated model was used to evaluate the effects of conservation tillage, conversion of crop land to pasture, and changes in phosphorus fertilizer application rate on pollutant loads. TMDLs were developed for sediment and P losses based on existing water quality standards and guidelines. Observed annual sediment and P losses exceeded these TMDLs by 59 percent and 83 percent, respectively. A combination of increased conservation tillage, reduced application rates of phosphorus fertilizer, and conversion of crop land to pasture could reduce sediment and phosphorus loads by 23 percent and 20 percent of existing loads, respectively. These reductions are much less than needed to meet TMDLs, suggesting that control of sediment using buffer strips and control of point sources of phosphorus are needed for the remaining reductions.     

华北高产农区公众对农业面源污染的环境保护意识及支付意愿调查

应用假设市场价值评估法(CVM)调查了华北高产农业区桓台县公众对防治农业面源污染地下水所需费用的支付意愿;评价了公众对技术、经济、政策等解决手段的期望和行为选择。调查表明,有60%以上的公众表现出能够为后代人着想而保护农业环境的可持续发展意识,有76%的人对污染现状的改善和治理持积极态度,人均支付意愿为22.8元·a-1,但公众对农业面源污染的环境保护意识不足。影响农民公众支付意愿的因素主要有家庭收入、受教育程度和职业。经推算,该县公众1a总支付意愿大约是1114.8～1320.2万元。可采取的环境保护技术措施以改良耕作习惯、控制化肥施用量为主,法制化的环保手段需要与公众环保意识相适应。     

川东古代盐业开发对行政区划和城市分布的影响

盐是人类生活的必需品,盐的利用是人类发展史上的一大进步。以前在探讨早期人类活动以地关系时,主要关注温和的气候,宽阔的冲积平原或阶地、弃足的食物来源因素,极少考虑盐的重要性,这是历史学、考古学、地理学、经济的学的空白点。 和根据三峡库区的考古成果,结合对古盐井的考察研究后,认为：川东长江流域地区是井亍开发最早的区域,盐的利用与早期聚落的起源密切相关。手工业、商业从农业分离以后,越界 和为商品利润极高     

沈阳市地铁疏干水的利用探析

针对沈阳市地铁疏干水利用的现状,综合考虑沈阳市的实际情况,总结出地铁疏干水利用的几种方法,主要包括作为运河、湖泊的补换水源,用于修复、重建湿地,农业灌溉用水以及作为水源热泵的水源等。提出沈阳市地铁疏干水利用的指导思想和法律保障。     

大伙房水库上游地区农业面源污染现状及防治措施

通过对大伙房水库上游地区农业面源污染现状的调查研究,提出减轻农业面源污染的具体防治措施,即采用培育生物天敌、控制农药使用量、水田改为旱田和控制灌溉水的方法控制氮磷流失,从而保护水源地生态环境。     

我国水源污染事故风险点定量识别方法

水源事故的频发会对城市供水系统产生威胁,有必要针对供水系统风险进行评估和防控。针对水源事故频发及高发因素定量甄别研究,筛选统计了国内近20年来1 900多起水质突发事故案例,梳理了触发水源水质污染的多种因素,通过构建水源水质安全事故树和贝叶斯网络进行了相互验证分析。结果表明：我国水源污染事故主要因素贡献为依次突然排放(0.466)、污染长期累积(0.242)、交通事故(0.109)等;采用贝叶斯网络计算进行验证,其结果与事故树方法一致性较好。该方法有助于水源污染防控工作中风险点甄别和排序,可为我国饮用水安全保障水平的提升提供支撑。     

脱硫脱硫弧菌转化二氧化硫气体的研究

运用连续处理工艺研究了SO_2进气摩尔流速和去除率的关系,并对主要转化产物硫化氢和硫化物进行了测定,研究了亚硫酸盐的积累情况及其对脱硫脱硫弧菌生长的影响,同时还对碳源的消耗及转化产物进行了定量研究.实验结果表明,随着SO_2流速的提高(4·975~20·149mmol·h~(-1))菌体对二氧化硫的去除率没有发生明显的变化,始终保持在93%以上,在SO2摩尔流速低于5·034mmol·h~(-1)时产物以硫化氢为主,而随着SO_2摩尔流速的提高,液相中硫化物和亚硫酸盐开始累积;当SO_2摩尔流速增大至20·149mmol·h~(-1)时,亚硫酸盐累积浓度达到74·23mg·L~(-1),该浓度对菌体生长不会产生抑制作用;系统在SO_2摩尔流速为14·063mmol·h~(-1)下运行时较为稳定,乳酸盐全部转化为乙酸盐,每还原1mmol SO_2消耗0·4mmol CH_3CHOHCOO~-.     

加气站压缩机间气体爆炸数值模拟研究

加气站压缩机间安全设计时,需要评估内部气体爆炸危害,确定爆炸能量和影响因素。采用CFD技术,建立加气站压缩机间三维模型,模拟不同点火源位置、泄压板不同泄压压力和重量下,压缩机间气体爆炸时的爆炸压力及火焰传播行为。结果表明点火源位置以及泄压参数是影响加气站压缩机间气体爆炸的重要因素;点火源位置距离压缩机间放空位置越近,爆炸压力越小;对于泄压参数,爆炸压力与泄压板开启压力和重量之间均为正比关系。为减缓压缩机间内的气体爆炸危害,需要合理布置点火源位置,选择容重轻、泄压压力小的泄压材料,并同时需要考虑爆炸导致的物体破碎危害以及火焰次生灾害。     

解决经济发展与淡水资源紧缺矛盾的新途径研究--以青岛市黄岛区为例

随着黄岛区迅速成为青岛市新的经济重心,该区淡水资源的紧缺与经济发展的矛盾日益突出.解决该地区水资源紧缺问题除传统的通过挖潜当地水资源及外部调水途径外,加大对海水的利用及对中水利用也是解决该区水资源紧缺问题的重要途径.结合黄岛区分区规划对黄岛区在海水利用及中水回用方面的必要性和可行性进行了探讨.     

基流对亚热带农业流域氮素输出的贡献研究

随着经济的迅猛发展和人民生活水平的逐步提高,亚热带农业小流域的面源污染日趋严峻,恶化的水体环境质量已经成为该区域可持续发展和生态文明建设的重要障碍.基流过程对流域生态水文过程有重要影响,因此本研究选取湖南省长沙县的脱甲和涧山两个农业小流域作为调查对象,通过流域观测和模型估算方法,对比分析2011年1月至2013年12月间流域基流过程对总氮(TN)输出的贡献.结果表明,在较高强度水稻种植的脱甲流域的月平均基流流量、平均基流TN流量加权浓度和平均基流对TN输出贡献[15.2 mm·month~(-1)、4.14 mg·L~(-1)和0.54 kg·(hm~2·month)~(-1)],均大于较低强度水稻种植的涧山流域[11.4 mm·month~(-1)、1.72 mg·L~(-1)和0.20 kg·(hm2·month)~(-1)].基流对TN输出贡献呈现明显的季节性变化,如在水稻生长季,脱甲和涧山流域基流对TN输出贡献分别为23.2%和18.6%,均低于休耕季的46.9%和40.0%,表明水稻种植会提高休耕季的流域基流过程对TN输出的贡献.因此,为缓解农业小流域水体面源污染,应当在农业小流域中实施合理的稻田管理措施来降低基流对TN输出的贡献.