北京蛇鱼川生态清洁小流域水环境承载力研究

【摘要】： 山区是首都北京的天然生态屏障和主要的水源涵养与供给源地。伴随郊区工业化和城市化的进程,水土流失及点面源污染问题日益严重,以流域为单元的山区生态环境矛盾凸显。水是流域发展的主要瓶颈,将人类活动控制在水环境可承载的能力范围之内,方能实现环境的生态安全和经济社会的可持续发展。因此在当前经济社会与环境发展背景下,研究小流域的水环境承载力具有重要意义。 本文针对小流域热点问题,选取北京山区的典型小流域——紧邻北京密云水库的蛇鱼川小流域作为研究区域,将调查、监测和水文模拟技术有机相结合,在全面评价蛇鱼川小流域生态环境状况的基础上,深入揭示小流域水环境承载力,提出保持小流域的适宜承载度,通过研究,得到以下主要结论： (1)蛇鱼川小流域地表径流总体偏少,大部分河道处于断流状态,地下水成为蛇鱼川小流域居民的主要用水来源。以地下水位表征的小流域水量随季节呈规律变化,春季农业灌溉期水位降低,夏季降雨能使水位较快回升,回升量超过春季削减量。 (2)小流域地表水质情况良好,地下水质受农业面源污染影响显著。以硝酸盐为主要表征指标,以10mg／l为限,地下水质超标率达55.6%,集中于流域中下游农业种植和养殖区。汛期随降雨量增加,硝酸盐浓度变大,污染增强。 (4)流域水量与降水量紧密相关,在平水年条件下人类生产、生活耗水能由降雨充分补给,地下水位正常回升；枯水年份地下水位明显下降,其所能承载的生产规模缩减。相比降水量,人类对地下水位影响较小：小流域人口数量翻倍、发展农业节水灌溉和取缔养鸡场可使地下水位分别下降0.9m、上升0.2m、上升2.4m。为保证小流域水量的持续供给,可优先考虑取缔养鸡场或控制规模。 (5)流域水质与农业规模、强度紧密相关。当前施肥强度945kg／hm2(氮肥)过高,超出了水质承载力,应至少降低50%。流域中下游养鸡场规模大,污染物浓度高、增幅大,超出了水质承载力。若从政策上暂时不能取缔养鸡场,为保证下游水质,应尽量控制养鸡规模在3000只以内。 本文围绕水环境承载力对小流域开展的一系列研究,将为小流域生态治理提供可管理的目标和技术依据,也可为北京山区生态清洁小流域建设的研究与实践提供可参考的模式。 【关键词】：北京 生态清洁小流域 水环境承载力 水质 水量
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：S157
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 前言9-10
• 一 国内外研究进展10-15
• 1.1 水环境承载力的研究进展10-11
• 1.2 水环境承载力的概念和内涵11
• 1.3 水环境承载力的量化评价方法11-14
• 1.3.1 水环境承载力的指标体系评价方法12
• 1.3.2 多目标模型和单目标最优化方法12-13
• 1.3.3 系统动力学方法13-14
• 1.4 水环境承载力的研究趋势14-15
• 二 研究区概况15-20
• 2.1 自然地理15-17
• 2.2 水资源17-18
• 2.3 土地资源18-19
• 2.4 社会经济现状19-20
• 三 研究内容与研究方法20-24
• 3.1 研究内容20
• 3.2 技术路线20-21
• 3.3 研究方法21-24
• 四 流域生态环境调查与评价24-49
• 4.1 土地利用状况24-28
• 4.1.1 调查方法24-25
• 4.1.2 调查结果25-28
• 4.2 植被调查与评价28-37
• 4.2.1 调查方法28
• 4.2.2 调查结果28-37
• 4.2.2.1 主要植被类型28-35
• 4.2.2.2 植被分布特征35-36
• 4.2.2.3 植被演替规律特征36
• 4.2.2.4 植被现状综合评价36-37
• 4.3 土壤侵蚀调查与评价37-49
• 4.3.1 调查方法37-45
• 4.3.1.1 降雨侵蚀力因子38-40
• 4.3.1.2 土壤可蚀性因子40-41
• 4.3.1.3 坡度坡长因子41
• 4.3.1.4 覆盖与管理因子C值41-43
• 4.3.1.5 水土保持措施P因子43-44
• 4.3.1.6 砾石覆盖RF因子44-45
• 4.3.2 调查结果45-49
• 五 流域污染分布与负荷分析49-55
• 5.1 水土流失49-50
• 5.2 农业生产50-51
• 5.3 畜禽饲养51-53
• 5.4 村庄生活53
• 5.5 污染源负荷比较53-55
• 六 流域水质水量及其变化规律55-89
• 6.1 水质55-75
• 6.1.1 监测方法55-56
• 6.1.2 水质监测结果56-75
• 6.1.2.1 地表水56-67
• 6.1.2.2 地下水67-75
• 6.2 水量75-89
• 6.2.1 地表水资源75-85
• 6.2.1.1 地表水监测75-79
• 6.2.1.2 水文模拟79-84
• 6.2.1.3 年径流量计算84-85
• 6.2.2 地下水资源85-89
• 6.2.2.1 地下水监测85-87
• 6.2.2.2 地下水资源量估算87-89
• 七 流域水环境承载力分析89-109
• 7.1 水质承载力89-96
• 7.1.1 模型建立89-91
• 7.1.2 模拟结果91-92
• 7.1.3 模型应用92-95
• 7.1.4 水质承载力评价95-96
• 7.2 水量承载力96-109
• 7.2.1 数学模型法分析水量承载力96-106
• 7.2.1.1 模型简介96-98
• 7.2.1.2 模型建立与验证98-102
• 7.2.1.3 模型应用102-106
• 7.2.2 公式法分析水量承载力106-108
• 7.2.2.1 小流域水资源量106-107
• 7.2.2.2 水量承载力计算107-108
• 7.2.3 水量承载力评价108-109
• 八 结论与讨论109-111
• 8.1 结论109
• 8.2 本文特色与创新点109-110
• 8.3 讨论110-111
• 参考文献111-117
• 个人简介117-119
• 导师简介119-121
• 在读期间主要成果121-123
• 致谢123

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