河湖滨岸缓冲带净污机理及适宜宽度研究进展_钱进

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基于层次分析法的河湖滨岸缓冲带宽度适宜性评价

基于层次分析法的河湖滨岸缓冲带宽度适宜性评价
第 2 卷第 6 4 期
2O 年 l 月 08 1
水 资
源Байду номын сангаас


V0 .4 N . 12 o 6 N v 08 o .2 o
WA Ⅱ强 R E I C S P I E R I Cn0 { E N
基于层次分析法的河湖滨岸缓冲带宽度适宜性评价
钱 进 1, ,王 2
209 ) 108
关键词 : 河湖滨岸缓 冲 带; 宽度 适 宜性 ; 次分析 法 ; 层 牛首 山河 中图分类 号 : U 8 .2 T 9 5 1 文献标识码 : B 文章编 号 :0 4 6 3 {0 80 - 6 0 10 -9 32 0 )6 ( —4  ̄7
Ev l ain o d h s i blt frp ra u e ti a e n a ltc h e a c y au to fwi t u t i y o a in b f r srp b s d o nayi i r r h a i i
b f rs i ss i bl u e t p i ut e. r a
K yw rs r a a ue r ; d u ait;aa t i a h r es( H ) teNuhuhnRvr e od :pr b r tp w t sib i nl i he r yp cs A P ; i osa i i i f si i h t ly n yc r c o h s e 河 湖滨岸缓 冲带功 能的发挥与其 宽度有着极 为 密切 的关 系 , 度适 宜与 否 直接 影 响其 有效 性 的发 宽 挥… 1。国 内外许 多 学者 从 环境 科学 的 角度 出发 , 通
超 , 2王沛芳 , 2侯
俊 1 J 2

植被过滤带的定量计算方法

植被过滤带的定量计算方法

李怀恩等:植被过滤带的定量计算方法式用于植被保护带宽度的计算。

为了促进植被过滤带技术在国内的研究和应用,下面重点介绍国外3种典型的植被带带宽计算方法,并指出存在的不足和需要进一步研究的问题。

23种典型的植被过滤带宽度计算方法2.1Nieswand方法缓冲带对地表径流进行过滤,因而,计算坡面漫流流速是这一方法的关键。

wongMccuen提出了计算坡面漫流流速的公式,此公式是一修正了的曼宁公式[“J:V=(1.49/n)R2/3S1,2(1)式中,y为坡面漫流平均流速(ft/s);n为糙率;R为水力半径(ft);s为坡度(fc/ft);n和R在非淹没流以及给定的地面覆盖条件下为定值,则(1.49/”)R2/3=K(常量),(1)式变为:V=KSl/2(2)美国土壤保持局(1986)规定,对于覆盖有大量枯落物的地表,K=2.5,(2)式变为:y=2.5S1,2(3)已知一缓冲带的坡度s,由(3)式即可计算出流经缓冲带的坡面漫流流速v。

如果知遭径流流经缓冲带的理想时间T(这一时间足以使泥沙和附带的非点源污染负荷大大降低),对于一给定的坡度,就可确定缓冲带的宽度W:Ⅳ=2.5TSl72(4)式中,w为缓冲带的宽度(ft)i丁为流经缓冲带的时间(s)。

该方法已应用于美国新泽西州spruceRun流域[“】,该流域面积为106.19km2,河岸长为184.1kn,由上述方法所计算的过滤带带宽在15.24~91,44m范围内,其中对于坡度>15%的坡面和不透水地表面均不包括在缓冲带带宽的计算中。

2.2Flanagan方法Foster等(1980)基于cREAMs模型导出了颗粒的沉淀方程[”】,当z≥。

,琢=[≠/(1+≠)](矗%/如一DL)[1一(工。

/。

)1+’]十D。

(z。

/z)1++(5)式中,D,为沉积率(质量/单位面积·单位时间);≠=pvr知为沉积能力;p为紊动系数;U为颗粒下沉速度(距离/单位时间);一为净雨率(雨深/单位时间);Ti为z处的水流输移能力(质量/单宽·单位时间);z为坡面距离;D:为沉积物的侧向入流(质量/单位面积·单位时间);z。

河湖滨岸缓冲带净污机理及适宜宽度研究进展_钱进

河湖滨岸缓冲带净污机理及适宜宽度研究进展_钱进

河湖滨岸缓冲带净污机理及适宜宽度研究进展钱 进1,2,王 超1,2,王沛芳1,2,侯 俊1,2(1.河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室,江苏南京 210098;2.河海大学环境科学与工程学院,江苏南京 210098)摘要:在分析河湖滨岸缓冲带结构特征和定义的基础上,从3个方面阐述河湖滨岸缓冲带净化农业非点源污染物的机理:(1)降低地表径流速度,过滤和拦截颗粒态污染物;(2)植物吸收、土壤吸附溶解态的污染物;(3)促进氮的反硝化作用。

论述了河湖滨岸缓冲带适宜宽度的研究进展,认为在我国仅仅从环境的角度对适宜宽度进行研究还远远不够,需要从环境、经济和社会等角度对河湖滨岸缓冲带的适宜宽度进行综合研究。

探讨了河湖滨岸植被缓冲带净污机理需要进一步研究的突出问题。

关 键 词:滨岸缓冲带;农业非点源污染;净污机理;氮;磷;适宜宽度中图分类号:TV122;G353.11 文献标识码:A 文章编号:1001-6791(2009)01-0139-06收稿日期:2008-02-25基金项目:教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET -07-0254);国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2008CB418203);国家自然科学基金资助项目(50830304)作者简介:钱 进(1974-),男,江苏海安人,助理研究员,主要从事水污染控制研究。

E -mail :hhuqj @hhu .edu .cn保护河湖水体水质的关键是控制污染物质进入河湖水体。

找出污染物质进入河湖水体的输运途径并加以控制是治理非点源污染的重要内容。

农业非点源污染除了因为农业生产的无序发展、缺少排污管网等基础设施等因素外,一个重要的原因是河湖滨岸生态系统缺乏管理,在河湖水体与农业生产区之间缺失良好的滨岸缓冲带[1]。

许多研究和实践表明,河湖滨岸缓冲带在防治农业面源污染、保持水土、保护和改善河湖生境方面有着极其重要的作用。

1 河湖滨岸缓冲带的内涵缓冲带(buffer strip ),全称保护缓冲带(conservation buffer strip ),是指利用永久性植被拦截污染物或有害物质的条状、受保护的土地[2],是由美国农业部国家自然资源保护局向美国公众推荐的土地利用保护方式。

生态净化技术应用于河水污染治理的深入分析

生态净化技术应用于河水污染治理的深入分析

生态净化技术应用于河水污染治理的深入分析发布时间:2023-06-15T07:12:23.700Z 来源:《新型城镇化》2023年11期作者:陈春晓[导读] 城市化建设进程的加快也使得城市水污染问题更为突出。

特别是城市河水污染问题处理起来十分棘手,效果不够理想。

梅州市生态环境局丰顺分局广东梅州市 514300摘要:城市化建设进程的加快也使得城市水污染问题更为突出。

特别是城市河水污染问题处理起来十分棘手,效果不够理想。

人们也饱受河水污染的困扰,面临着黑臭水体问题、水体富营养化问题等,不仅威胁人类健康,也不利于城市良好生态形象的塑造。

基于此,国家加大了对河水污染治理问题的关注,给予更多的支持。

在探究城市河水污染处理路径时,我们应重点在污染处理技术的创新研发上下功夫。

其中生态净化技术作为较为热门的技术,逐渐引发人们的关注。

从其在河水污染治理中的应用效果看,其值得大力推广。

本文主要就生态净化技术应用于河水污染治理的问题进行专项研究,明确生态净化技术的具体有效应用策略。

关键词:生态净化技术;河水污染;治理举措;应用前景生态净化技术是绿色、热门的污染防治技术,在河水污染治理中发挥重要作用,大大降低河水污染风险,保护生态环境。

生态净化技术以生态净化组合技术为依托,主要对环境基底进行生态化改造,实现水质生物的强化、水生植物的恢复、水景观的科学建构等,做到污水的集成化与高效化处理,真正构建起以活水为基础,以生态净化为核心的水环境整治系统。

生态净化技术应用于河水污染治理也具有维护生物多样性的积极作用。

1 生态净化技术应用背景区域经济快速发展,城市建设进程持续加快,城市河流水质污染问题为突出,引发了生态退化的危机。

当河水中耗氧性有机污染物持续增加,此时氮、磷、营养盐含量提升,使得河流水质处于持续恶化状态,黑臭水体问题突出,影响居民生活,威胁人身健康。

因此,探索有效的河水污染治理方案,找到有效的污污染治理技术是当务之急。

滨岸缓冲带截留污染物机理和效果的研究进展_郭彬

滨岸缓冲带截留污染物机理和效果的研究进展_郭彬

第17卷第6期2010年12月水土保持研究Resear ch o f Soil and Wat er Conser vation V ol.17,No.6Dec.,2010收稿日期:2010-03-26资助项目:水沙科学与水利水电工程国家重点实验室自主课题 城市面源污染模拟及控制研究 ( 2010-ZY -6 ) 作者简介:郭彬(1987-),女,山东人,学士,从事水文水资源与水环境方面学习和研究。

E -mail:fullofenergy3@gm 通信作者:唐莉华(1975-),女,重庆人,博士,从事水文水资源与水环境方面的教学和科研工作。

E -m ail:tanglh@ts 滨岸缓冲带截留污染物机理和效果的研究进展郭彬,汤兰,唐莉华,何威威(清华大学水利水电工程系,北京100084)摘 要:滨岸缓冲带是指与河流(包括湿地和湖泊)相邻的对污染物、沉积物和洪水具有一定缓冲功能的水陆生态系统交错带,是一种重要的控制面源污染和保护水体环境的方法。

滨岸缓冲带的研究存在较多的方向和不同的立足点。

为了更好地总结和梳理已有研究成果,该文通过大量的文献调研,构建了滨岸缓冲带的研究框架,从其作用机理、结构、功能与效果等方面对国内外的有关研究和实践进行了系统分析和总结,并提出了未来的研究展望。

关键词:滨岸缓冲带;作用机理;结构设计;截污效果中图分类号:X522;X173 文献标识码:A 文章编号:1005-3409(2010)06-0257-06The Review on the Research for the Interception Mechanism andEffects of Riparian Buffer ZoneGU O Bin,TANG Lan,TANG L-i hua,H E We-i w ei(Dep ar tment of H y d raulic and H y dr op ow er E ngineer ing ,T s ing hua Univer sity ,Beij ing 100084,China)Abstract:Riparian buffer zo ne,usually adjacent to r iv er s (including w etlands and lakes),is r efer red to the dom ain betw een land and aquatic eco system w hich has buffering functio ns on pollutants,sediment and floo d.It is one of the most impo rtant measures for contr olling non -po int sour ce po llution and pr otecting w ater env-i r onment.A larg e amount of researches on different aspects of riparian buffer zone hav e been carried out.In order to g ive a detailed sum mary and systematical r ev iew ,a fr am ew or k of researches o n riparian buffer zone w as built up,w hich summ arized the previous research results o n the riparian buffer zo ne w ith its mechanism,structure,function and effect,as w ell as the practices and management.Futur e research frontiers are also pro posed based on the summ ar y and analysis.Key words:riparian buffer zone;mechanisms of actio n;desig n of str ucture;effect of pollutant interception 随着农业生产要求的不断提高,各种化学肥料被大量使用,造成了以氮、磷为典型污染物的农业面源污染,威胁到河流、湖泊等地表水体环境质量。

滨岸缓冲带农业面源污染控制技术研究进展

滨岸缓冲带农业面源污染控制技术研究进展
滨岸缓冲带(+E8DMED; F7NN9M O<ME8O),全称滨岸保 护缓冲带(+E8DMED; J4;O9MPD<E4; F7NN9M O<ME8),是指河水 !陆地交 界 处 的 两 边,直 至 河 水 影 响 消 失 为 止 的 地 带,是 介 于 河 溪 和 高 地 植 被 之 间 的 生 态 过 渡 带[!]。 滨岸缓冲带对农田地表径流中携带的营养物质、颗 粒物、农 药 等 污 染 物,具 有 较 高 的 截 留、吸 收 作 用[!,"]。因此,可以利用滨岸缓冲带防治水体污染、 改善河湖水质。滨岸缓冲带作为陆地和水域生态系 统的交错地带,同时还具有滨岸景观、生物栖息地、 廊 道 连 接、改 良 土 壤 生 境、水 土 保 持 等 多 种 功 能[",>],所以滨 岸 缓 冲 带 在 水 陆 生 态 系 统 中 扮 演 着 重要角色。
随着人类活动范围的不断扩大,河岸带自然植 被遭到破坏,生物多样性下降,加之河坝、河堤等人 为因素的干扰,使得滨岸带生态环境受到了一定的 影响。因此,滨岸缓冲带生态系统的修复与重建便 成为当今 恢 复 生 态 学 与 流 域 生 态 学 的 主 要 研 究 之 一[#’!#(]。
)*+,- . 等[#(!#/]强调,若要恢复滨岸带的生态系 统服务功能,就要消除自然的或人为的干扰压力,并 且采取相应的措施加强管理。012345, 等[#6]对如何 恢复昆士兰州滨岸缓冲带的生态系统服务功能进行 了分析确定。夏继红等[#7]认为,河岸带生态系统综 合评价的基础,是建立合理有效的河岸带生态系统 综合评价指标体系,而河岸带生态系统综合评价应 包括:结构稳定性评价、景观适宜性评价、生态健康 评价、生态安 全 性 评 价 等 方 面。 张 建 春 等[(,#%]在 文 中指出,滨岸缓冲带退化的主要原因是人为因素引 起的生物群落结构的逆向演替及生态功能下降,退 化滨岸缓冲带生态恢复与重建的理论基础是恢复生 态学。邓红 兵 等[/,#8,#9]对 不 同 区 域、不 同 气 候 条 件 的滨岸缓冲带中植物、群落物种进行研究后,认为通 过对退化的滨岸缓冲带进行生态恢复与重建,可以 达到恢复水生植被、增加滨岸缓冲带的湿地生态系 统生物多样性和稳定性、净化水质、抑制藻类生长、 控制水域富营养化等目的。 !&# 滨岸缓冲带的植物选型

坡度对入渗河岸带表土层氮素截留效果的影响

坡度对入渗河岸带表土层氮素截留效果的影响

D :0 3 7/ . s .0 ) 9 0 2 1 .5 0 3 OI 1 .86 ji n 1( - 8 .0 10 .0 s 01
坡 度 对 入 渗 河 岸 带 表 土 层 氮 素 截 留 效 果 的 影 响
钱 进 一 王 超 一王 沛 芳 , ,, , , 侯 俊 2 高 越 超2 ,
相对 密度 为 26 , .3有机 质含 量较 高 . 装填 土壤 颗粒组 成为 : 粒径 2~ n的质 量分 数 为 4 1% , 5l nq .8 粒径 1 i ~2 l ml
为 22 % , .0 粒径 0 5 I 为 1 .7 粒 径 0 2 . ~1Y I 70 %, IT 1 .5~05 u . Ⅱ n为 1 .5 , 径 0 1 .5n 42 % 粒 . ~0 2 r 2 .1 , in为 9 2 % 粒径
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() 水 断 面 A—A b排
图 1 单 个 土槽 及 排 水 断 面 示 意 图 ( 位 :1 单 I) l
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河 岸 带对地 表 径流 以及 人 渗表 土层 壤 中流 中的非点 源 污染 物有 显著 的截 留净 化 作用 _ j可溶 态非 点 源 1 。
污染物 的去除 主要 发生 在河 岸带 表 土层 . 透到 河岸 带 表土 层土 壤 中 的氮 磷 , 渗 可通 过植 物 吸收 、 微生 物 固定 、
反 硝化 作用 以及 土壤 吸 附等 过程 实 现截 留与 转化 _ . 度作 为 影 响 河岸 带对 径 流及 壤 中流 中氮 磷 截 留效 果 6坡 j 的重要 变量 备受 关 注 . 近年来 , 内外众 多学 者通 过 野外 试验 研究 了坡 度 与河 岸带 氮磷 截 留效果 之 间 的相互 国 关 系 , 取得 了大量 的研 究成 果 [1 . 并 74 但这 些 研究 野 外 试 验 较 多 而 室 内模 拟 较 少 , - J 针对 地 表 径 流 较 多 而壤 中

河岸植被缓冲带植被类型与宽度对水质净化效益的影响

河岸植被缓冲带植被类型与宽度对水质净化效益的影响

据已有研究,河岸植被缓冲带对地表径流的净化效益 主要可以分为 4 类,包括对营养盐的去除效益、对颗粒 物的去除效益、对有毒有害物质的去除效益和对病原 菌的去除效益。因此,将所收集到的 124 条有效信息, 按照净化的污染物类型,分别归入以上 4 种类型。采用 t 检验比较不同植被类型河岸植被缓冲带对各类污染 物去除率的差异,进而分析河岸植被缓冲带宽度与污 染物去除率的关系。 2 研究结果 2.1 河岸植被缓冲带净化作用数据及概况
13%(图 2)。
被缓冲带报道比例
輨輷訛
试验研究
现代园艺
2021 年第 13 期
2.2 不同河岸植被缓冲带净化作用的差异
河岸植被缓冲带对地表径流污染物的去除率存在
一定差异(表 1)。林地对营养盐、颗粒物和有毒有害物
种的去除率均值均超过 80%,分别为 85.0%、82.0%和
93.5%;草地仅对颗粒物的去除率均值超过 80%,对营
2021 年第 13 期
现代园艺
试验研究
上述研究结果可为河岸缓冲带植被规划与设计提 供借鉴。在植被配置方面,可采用以林地为主的缓冲带 设计模式;对地表径流中氮含量低、磷含量高的区域, 可以适当增加竹林的配置量,也可以采用草地和竹林 平行于河岸、条状混交配置的模式,应对氮磷含量均较 高的地表径流。在缓冲带宽度设计方面,可结合区域地 表径流污染水平和达标要求,确定缓冲带宽度。例如王 敏等[22]模拟上海降雨及农田面源污染特征开展的植被
河岸植被缓冲带(riparian vegetation buffer),是河 岸带的重要组成部分,位于陆生生态系统与水生生态 系统之间的交错带,在维护河流完整性和生物多样性、 地表径流水质净化、增强河岸稳定性和景观美学等方 面具有重要作用。这其中尤为突出的是河岸植被缓冲 带对地表径流中的多种污染物可以起到拦截和降解的 净化作用[1-3],它主要通过吸收、沉积、过滤等作用阻止 或者去除坡面径流中的沉积物、有机质、营养物质以及 农业杀虫剂等污染物质进入水体的植被带[4-6]。

河滨缓冲带防护及山地径流调控净化施工工法

河滨缓冲带防护及山地径流调控净化施工工法

河滨缓冲带防护及山地径流调控净化施工工法一、前言随着城市化进程的不断推进和人口的持续增长,城市的水资源、土地资源供应已经成为了日益紧迫的问题。

同时,人类活动也在给自然环境带来着越来越大的冲击。

水土流失、山洪灾害、土地沙化等问题愈演愈烈。

因此,如何有效地保护环境、利用资源、防范自然灾害,为城市可持续发展提供技术支撑和保障成为了当务之急。

而河滨缓冲带防护及山地径流调控净化工法作为一种有效的防范自然灾害及治理环境的技术手段,被广泛地应用于国内外工程中,展现着良好的效果和应用前景。

本文将介绍河滨缓冲带防护及山地径流调控净化施工工法。

二、工法特点河滨缓冲带防护及山地径流调控净化工法是一种综合治理的技术方法,具有以下几个特点:1.功能多样该技术不仅能够对于治理土地沙化、水土流失、石漠化等一系列生态问题起到有效的作用,同时也能够对于防止山洪灾害、水污染等自然灾害问题起到很好的防范作用。

2.施工简便该技术所需的材料和工具相对较少,适应性强,易于施工,是一种技术门槛比较低的技术手段。

3.治理效果显著河滨缓冲带防护及山地径流调控净化工法,在实际应用中,治理效果显著,治理后的地形地貌得到有效的改善,生态环境得到良好的保护。

三、适应范围该技术可应用于各类山区地质环境中,特别适用于山区水土流失和石漠化等环境治理和修复,同时也可用于防止山洪灾害及水污染等问题。

四、工艺原理河滨缓冲带防护及山地径流调控净化技术,是通过构建缓冲防护带、生态护堤与梯田、截污沟等一系列防护设施来实现对于地区山洪灾害及水土流失的防护,同时也能够实现对于径流的调控,促进生态环境的恢复与改善。

该技术方法主要依靠以下两个原理:1.生态原理在处理自然资源问题上,生态原理是一个基本的方向。

采用永续发展思想,通过建立河滨缓冲带以及生态护堤与梯田等设施系统,增加水土保持力,达到减小径流,保护地表生态的目的。

2.土木工程原理河滨缓冲带防护及山地径流调控净化技术是以耐久性、结构合理、施工方便为原则进行施工的。

河岸缓冲带净污机制及其效果影响因子研究进展-周思思

河岸缓冲带净污机制及其效果影响因子研究进展-周思思

第12卷 第5期2014年10月中国水土保持科学Science of Soil and Water ConservationVol.12 No.5Oct.2014河岸缓冲带净污机制及其效果影响因子研究进展周思思,王冬梅†(北京林业大学水土保持学院,100083,北京)摘要:随着经济社会的飞速发展,农业面源污染已成为导致河流㊁湖泊㊁水库等水体水质恶化㊁营养化的重要原因㊂居于水陆交界处的河岸缓冲带对净化河流水质具有重要作用,被认为是控制面源污染的 最佳管理措施”(BMPs)之一㊂在系统地总结国内外河岸缓冲带净污机制及其净污效果影响因子所取得的主要研究成果的基础上,针对目前研究中存在的不足,提出净污机制研究不局限于氮㊁磷等营养元素以及地表径流去污的机制研究,除考虑自然因素外,还应综合考虑人为因素对河岸带净污效果的影响㊂关键词:河岸缓冲带;面源污染;净污机制;影响因子中图分类号:X 522;X 173文献标志码:A文章编号:1672⁃3007(2014)05⁃0114⁃07收稿日期:20131022 修回日期:20140701项目名称:国家科技支撑计划课题 漓江流域水陆交错带生态修复关键技术与示范”(2012BAC16B03)第一作者简介:周思思(1990 ),女,硕士研究生㊂主要研究方向:工程绿化技术㊂E⁃mail:443291870@†通信作者简介:王冬梅(1963 ),女,博士,教授,博士生导师㊂主要研究方向:水土保持㊁工程绿化㊂E⁃mail:dmwang@126.comThe review on purification mechanism and its influencingfactors of riparian buffersZhou Sisi,Wang Dongmei(College of Soil and Water Conservation,Beijing Forestry University,100083,Beijing,China)Abstract :With the rapid development of social economy,the agricultural non⁃point source pollution has become one of the main contributors to the deterioration of water quality and eutrophication of water bodies.The riparian buffers play an important role in purifying water quality,which are considered as one of best management practices (BMPs).The main results of research on the purification mechanism ofthe riparian buffers,as well as on the influencing factors for the effectiveness of purification,are systematically summarized in this paper.Based on the defects of previous studies,some suggestions are proposed,including broadening the range of research on purification mechanism of the riparian buffers,not limited to the nutrients and surface runoff.Besides,not merely natural factors,but also human factorsshould be taken into account when it turns to the influencing factors for the effectiveness of purification.Keywords :riparian buffers;non⁃point source pollution;purification mechanism;influencing factors 人类活动引起的水体污染是全球最重要的环境问题之一,不仅直接影响水资源的利用,还极大地威胁着人类的饮水安全㊁环境安全和生命安全㊂当前,点源污染由于其排放集中的特点已能够得到有效的治理和控制,而面源污染成为了水体污染治理的难题㊂农业面源污染是面源污染的最大来源,也是导致水体水质恶化的重要原因㊂据报道,每年有超过1500万t 的氮从农田中流失并污染地下水,导致河流㊁湖泊㊁池塘等水域生态系统的富营养化[1]㊂这些污染物主要来源于农药㊁化肥㊁畜禽及水产养殖和当地农村居民生活㊂农业面源污染由于其污染物的广域性㊁分散性㊁相对微量性和污染物运移途径的无 第5期周思思等:河岸缓冲带净污机制及其效果影响因子研究进展序性,而具有机制模糊㊁潜伏周期长㊁危害大等特点,所以,如何治理农业面源污染成为了目前国内外环境治理研究的重难点问题[23]㊂河岸缓冲带,亦称为河岸带或植被过滤带,是指位于污染源和水体之间的植被区域,是水生生态系统和陆地生态系统的过渡带,可有效地拦截㊁滞留泥沙和削减氮㊁磷等污染物进入受纳水体的负荷量,降低非点源污染的影响[4]㊂自20世纪80年代初起,国外学者便开始了河岸带对河溪养分输入控制方面的研究[5]㊂已有的研究表明,不论是天然的还是人工的河岸缓冲带都能显著降低地下水和地表水中的污染物进入水生生态系统[6];因此,河岸缓冲带被认为是控制非点源污染的 最佳管理措施”(Best Management Practices,BMPs)之一[7],在美欧国家得到了广泛的应用,效果良好[8]㊂笔者通过将国内外关于河岸缓冲带净污机制及其净污效果研究所取得的主要成果进行系统的梳理和总结,认为净污机制研究不应局限于氮㊁磷等单一营养元素以及地表径流去污的机制研究,河岸带净污效果的影响因子除了应考虑自然因素外,还应综合考虑人为因素的影响,旨在为今后在该领域开展深入研究提供参考㊂1 河岸缓冲带净污机制1.1 河岸缓冲带净污功能河岸缓冲带面源污染(主要指氮㊁磷)防治是通过一定宽度的水土壤植物系统的过滤㊁渗透㊁吸收㊁滞留㊁沉积等物理㊁化学和生物功能效应,控制㊁减少面源污染物排入水体的总量,减弱其毒性,从而达到降解环境污染㊁净化水质㊁保护河湖水体的目的㊂物理功能效应主要体现在植被的过滤拦截和促渗作用方面,是指在污染物流经河岸缓冲带时,缓冲带的植被以自身的阻挡作用降低了水流速度,致使大多数固体颗粒发生沉积,起到过滤拦截的作用,以及由于植被的存在,有效增加了土壤有机质,而土壤中有机质的含量又是影响营养盐㊁除草剂运移的主要因素[9],同时植被还可通过改善土壤的渗透性增加径流的入渗[10]㊂此外,河岸缓冲带内一定厚度的枯落层和疏松的土壤结构也有助于可溶解性氮㊁磷渗透到更深层的土壤层中,降低了地表径流对可溶性氮㊁磷的转运能力,为植物吸收㊁土壤吸附㊁反硝化作用创造了条件㊂化学功能效应主要体现在植物的吸收转化作用以及土壤的吸附作用方面㊂植物的吸收转化作用是指径流中含有的植物生长或生命过程所需的营养元素流经缓冲带时,植物根系对其进行吸收并转化贮存在植物体内;而土壤吸附作用是指径流流经的被浸湿的土壤颗粒表面通常带负电荷,径流中含有大量的离子,如钾离子(K+)㊁钠离子(Na+)㊁铵根离子(NH-4)㊁硝根离子(NO-3)等㊂由于这种带电性,土壤能够吸附大量离子,所以,当径流流经河岸缓冲带时能起到净化水质的作用,吸附其中大量的氮㊁磷等营养元素,避免其流入水体㊂生物功能效应则主要体现在微生物的硝化作用和反硝化作用方面㊂反硝化作用在河岸缓冲带净化污染物的贡献更为突出㊂硝化作用是指硝化细菌将氨氧化为硝酸的过程,通常发生在通气良好的土壤㊁厩肥㊁堆肥和活性污泥中;而反硝化作用,也称脱氮作用,是指反硝化细菌在缺氧条件下,还原硝酸盐,释放出分子态氮(N2)或一氧化二氮(N2O)的过程,可降低径流中氮素的含量从而达到河岸缓冲带去污的目的㊂1.2 主要元素的去除机制及其效果氮㊁磷是农业面源污染中最主要的2种元素,过去的研究多集中在对于氮和磷的去除机制[8,1124]方面,其他元素或化合物㊁有机污染物等的去除机制研究鲜有报道㊂1)氮的去除机制及其效果㊂河岸带地表径流中的氮素,主要通过沉积和渗透等物理过程实现截留[11],W.L.Magette等[12]在美国马里兰州海岸带地区的研究发现,15英尺宽牛毛草(Festuca longifolia thuill)河岸带可截获地表径流中66%的颗粒物,而渗透到壤中流和地下水中的氮素则是通过植物吸收㊁微生物固定㊁反硝化作用及土壤吸附等过程实现截留转化的[13]㊂其中,植物吸收和反硝化作用是河岸带截留转化氮素最主要的2个机制[1415]㊂农业污水中的氮通常以有机氮㊁氨和铵离子的形式存在[16]㊂在河岸缓冲带中,当携带着溶解性氮的径流经过植物根区时,植物根系吸收硝态氮,经过转化以有机氮的形式贮存在植物体内[17]㊂有研究表明,落叶林河岸带吸收的氮素有80%以落叶形式返还到土壤中[18]㊂枯落物中的有机氮在微生物的作用下转化为氨态氮,即氨化作用,其产生的铵可被植物和微生物吸收利用㊂未被吸收利用的铵可被土壤胶体吸收保存,由于土壤颗粒带有负电荷,铵离子很容易被吸附㊂土壤微生物通过硝化作用将氨态氮转化为硝态氮,土壤又可恢复对铵离子的吸附功能㊂硝态氮(NO3--N)除了可以被植物根系吸收成为511中国水土保持科学2014年植物营养成分外,还可被微生物(反硝化细菌)利用发生反硝化作用,将硝态氮最终转化为气态氮,从系统中永久清除,因此被认为是去除NO-3⁃N的最佳途径[8]㊂2)磷的去除机制及其效果㊂农业面源污染中磷元素的主要污染源是磷肥施用和动物的排泄物㊂大多数的磷吸附在沉积物或有机质中随地表径流移动,因此,拦截㊁过滤作用成为了河岸缓冲带去除磷(尤其是颗粒态磷)的重要机制㊂据美国农业林业部(USDA)1991年调查,缓冲带植被的过滤功能可以显著减少径流中磷的含量,因为85%的磷是随着包含在沉积物中的细小土壤颗粒迁移的[19]㊂相对于颗粒态磷,河岸缓冲带净化径流中的可溶性磷主要是依靠土壤吸附和植物吸收溶解态的无机磷实现的㊂然而,存在着局限性:缓冲带只能通过植被吸收和土壤吸附作用把磷储存在缓冲区,而并不能像去除氮一样将其转化为气态释放到大气中;因此一段时间后,缓冲带去除磷的效率会下降,时间长了可能会被磷饱和,随后缓冲带逐渐将磷释放到河流中去[20];因此,要想避免磷进入水体,需要对植物进行定期的收割[21]㊂在大多数研究中均采用总磷和可溶性磷2个指标来衡量河岸缓冲带去除磷的效果㊂一般来说,总磷的净化效果随缓冲带的宽度增加而增加[22],而可溶性磷的去除率比总磷的去除率低,如R.B.Daniels 等[23]发现,河岸缓冲带一定的宽度内,总磷的去除率为50%,而可溶性磷的去除率仅为20%㊂但21m 宽的河岸缓冲带去除可溶性磷和总磷的效果并没多大差别,分别为67%和69%[20]㊂不仅如此,还有研究发现,虽然河岸缓冲带能够显著降低地表径流中总磷和颗粒态磷的含量,却增加了可溶性磷的含量[24]㊂就河岸缓冲带对于可溶性磷的净化效果来说,目前的研究结论不相一致㊂2 河岸缓冲带净污效果的影响因子居于水陆交界处的河岸缓冲带对净化河流水质具有重要作用,同时对水体面污染有较强的控制作用[25],是截留陆域面源污染物㊁改善河道水质的有效手段[20,2629],尤其对于氮㊁磷等营养物质的截留具有较高的效率[30]㊂径流从农业面源污染源流经河岸缓冲带,最终流入水体的整个过程,是由污染物㊁河岸缓冲带以及径流3大要素构成,污染物是导致泥沙流失和养分流失的原材料,河岸缓冲带是阻碍泥沙流失和养分流失的绿色屏障,而径流是导致泥沙流失和养分流失的原动力[31];因此,河岸缓冲带截污效果影响因素也应当从这3个方面进行考虑㊂当然,也少不了外界大环境因素的影响,如气候㊁地质地貌等;所以,河岸缓冲带实现农业面源污染防治效果是多个因子共同作用的结果㊂2.1 污染物种类农业面源污染主要来源于农药㊁化肥㊁畜禽及水产养殖和当地农村居民㊂J.D.Phillips[32]发现,当径流中的主要污染物是以水流带来的碎石㊁泥沙等为主的固相污染物时,坡度是最主要的影响因子,其次是土壤水力传导系数,而当径流中的主要污染物种类是以溶解态污染物为主时,缓冲带的宽度则成为了最主要的影响因子,土壤蓄水能力也起着重要作用㊂可见,污染物的种类㊁形态的不同将导致影响缓冲带净污效果的主导因子也不同㊂2.2 土壤影响河岸缓冲带截留转化污染物效率的土壤特性主要包括土壤质地㊁土壤结构㊁土壤水分状况和有机碳含量等㊂土壤质地决定着土壤的渗透性,从而影响截留能力㊂有研究结果表明,沙壤土质地的缓冲带比淤泥质黏土的缓冲带能截留更多的磷,同时沙壤土的截留能力更强[33],这是因为沙壤土的渗透能力最好㊂土壤结构影响土壤的吸附性,土壤中黏粒含量越多,黏粒比表面积越大,土壤的吸附性就越强,达到截留的效果越好㊂水力传导系数㊁土壤蓄水能力㊁饱和导水率等指标所反映的土壤水分状况,直接影响着土壤的渗透性和吸附性,因此,也常被学者作为重要的影响河岸缓冲带截留效果的因素来考虑[32,34]㊂而且,充足的土壤水分状况还可以为微生物进行硝化作用提供厌氧场所[35]㊂反硝化作用是河岸缓冲带截留氮素的主要机制之一,其依赖于3个条件:厌氧环境㊁NO-3-N水平及有效有机碳的含量㊂土壤中有机碳的含量直接影响反硝化的进行[13],R.Lowrance[15]发现,在土壤表层至50cm范围内,在氮㊁碳元素贫瘠的河岸带土壤中,反硝化效率为114kg/(hm2㊃a),氮㊁碳元素富集时,则达2 951.4kg/(hm2㊃a)㊂2.3 缓冲带坡度坡度的变化对缓冲带去除农业面源污染物效果的影响显著,坡度越小,地表径流流速越小,下渗量越大,其对泥沙㊁氮磷等污染物的总去除率和单位面积去除负荷也越高㊂黄沈发等[36]㊁王敏等[37]的研究结果表明:19m长的2%坡度缓冲带泥沙截留率达84%,而5%坡度的泥沙截流率仅为70%;4个不611 第5期周思思等:河岸缓冲带净污机制及其效果影响因子研究进展同坡度试验带渗流水中总氮(TN)㊁总磷(TP)浓度都是2%坡度试验带最低,5%坡度试验带最高,不同坡度对渗流水TN的降解能力差异较大㊂吴建强[38]研究发现,2%坡度的河岸缓冲带对TN㊁铵态氮(NH3-N)㊁TP的总去除率均比5%坡度缓冲带高15%以上,而TN㊁NH3⁃N㊁TP3种污染物的单位面积平均去除负荷也比5%坡度缓冲带高出了68.42%㊂N.Syversen[39]认为,坡度越大,所需要的缓冲带也越宽㊂王敏等[10]通过模拟计算也得到了相同的结论,2%坡度需要的缓冲带最佳宽度为16.1m,5%坡度则为24.7m,二者相差达8.6m㊂2.4 缓冲带宽度在其他条件相同或类似的前提下,一般认为,河岸带植被越宽,去污效果越明显㊂K.H.Lee等[40]在美国爱荷华中部进行了实验,结果表明,6和3m的植被过滤带对沉积物和营养元素的去除效果有着明显的差异,6m宽的过滤带对地表径流中沉积物㊁总氮㊁硝态氮㊁总磷和溶解磷的去除率分别为77%㊁46%㊁42%㊁52%和43%,而3m宽的过滤带对5项指标的去除率分别只有66%㊁28%㊁25%㊁37%和34%㊂但河岸缓冲带的去污效果与其宽度不呈线性关系,W.Joshua等[34]发现,缓冲带对多数沉积物的截留发生在前2.5~5m之间,而当增加到10m时,其截留效果只出现了微小的升高㊂ A.Z.Majed 等[41]则认为,2和5m的缓冲带对磷的去除效果影响较小,而对泥沙的运移影响较大,但随着缓冲带宽度的增加,超过15m的缓冲带对泥沙的削减作用没有明显增加,而对磷的削减作用却大大增加㊂还有学者认为,随着河岸缓冲带宽度的增加,单位宽度的河岸带截留效率不断降低[42],而且需要占用更多土地㊁投入更多人力物力;因此,如何确定一个缓冲带的最佳宽度成了研究的热点,既要保持河岸带一定截留污染物的能力,又要尽量对社会经济系统产生较少的干扰㊂王敏等[37]依据现场试验数据,探索性提出以坡度和植被类型为控制变量,根据污染物浓度降解和截留率沿程变化来确定缓冲带最佳宽度的方法,并用此方法确定了不同坡度百慕大(Cynodon dactylon)缓冲带的最佳宽度㊂此研究对河道生态环境的保护以及土地资源的节约都具有重要意义;但试验研究结果都是在选定的上海地区典型降雨期㊁降雨量和农业面源污染工况条件下得出的,且仅以百慕大为例,具有较强的地域性和局限性㊂实际条件下降雨量变化㊁季节变化引起的草皮生长变化,以及植被种类配置等因素都会影响缓冲带最佳宽度的确定;因此,还需要开展长期㊁深入的研究,更全面地考虑其他主要的影响因子,确定缓冲带的最佳宽度㊂2.5 缓冲带植被1)植被类型与配置㊂植被类型对河岸缓冲带截污能力的影响研究中常使用草本㊁灌木㊁乔木中的一种或几种相组合㊂草本植物因生长周期较短㊁容易管理且投资较少而应用最为普遍[4344]㊂以往的研究中,不少学者对草本植物和木本植物的缓冲效果进行了对比,但得到的结论并不一致㊂M.M.Hef⁃ting等[45]对氮元素在森林㊁草地2种不同类型的河岸缓冲带中的循环规律进行了研究,结果表明:森林类型的河岸带可以很好地吸收氮元素,草本植被对氮的吸收滞留量小,并对此现象进行了解释,原因在于森林河岸带具有较多的可利用态有机碳,使得反硝化作用更为强烈,同时森林植被根系分布范围更广,加大了植物的吸收范围㊂而另外一些学者认为,森林和草地河岸带的截污能力基本一致[23,39]㊂赵警卫等[46]选取草地和人工林地河岸带开展了试验,结果表明,人工林地和草地河岸带对氮元素的截留效应基本相同,但草地河岸带对固体颗粒物和地表径流TP的截留效果明显优于人工林地河岸带,是由于人工林地常为了使乔木尽快成材,草本植物经常遭到人为的清除所致㊂这也说明,河岸缓冲带植被的人工化是造成河岸带生态功能弱化的重要因素㊂而对于河岸带的植被配置,学者的观点也不尽相同㊂T.J.Schmitt等[42]认为,多年生草本植物对泥沙㊁总磷㊁溶解磷的截留效果较其他形式,如乔灌草结合的效果更好㊂M.Duchemin等[47]的研究结果表明,单独种草和草㊁乔木混种的缓冲带对径流㊁泥沙㊁总磷㊁氨氮和硝氮的截留效果相近㊂吴健等[48]对比了草㊁灌㊁乔的不同配置模式下的面源污染防治效果,结果显示,草皮和乔木组合栽种能显著提高缓冲带对径流水中固体悬浮物(SS)㊁氮㊁磷等污染物质的净化效果,而且能有效防止裸露地表因受径流冲刷而造成的水土流失㊂2)植被种类㊁生物量㊁树龄㊂不同的植被种类对河岸缓冲带截污效果的影响也不同㊂黄沈发等[49]对百慕大㊁白花三叶草(Trifolium repens)和高羊茅(Festuca aruudinacea)3种草皮缓冲带对农田径流污染物的净化效果进行了研究,结果表明,百慕大草皮缓冲带的SS平均去除率最高,其次为白花三叶草㊁高羊茅㊂K.H.Lee等[40]通过实验发现,柳枝稷(Panicum virgatum)比冷季型草的截留效果好㊂吴711中国水土保持科学2014年建强等[50]还发现,草本植被生物量的变化与缓冲带径流污染物质去除效果具有明显的正相关关系,生物量越大,净化效果越好㊂研究以SS监测结果为例,生物量与SS去除率呈显著线性相关,线性拟合结果为E=4.468W+39.948(n=14,R2=0.83,P<0.04)㊂式中:E为SS去除率,%;W为生物量鲜质量,kg/ m2;n为样本数㊂除此之外,Ü.Mander等[51]和N.J.Snyder等[52]经过调查研究发现,由树龄较小的树木组成的缓冲带去除氮污染物的能力更强,说明缓冲带的树龄也会对截污效果产生影响㊂2.6 其他因素河岸带截留转化机制存在着高度的时间异质性[53]㊂C.B.Schwer等[54]进行了2年的连续观测,发现一年当中,生长季节河岸带的截留量最大,而融雪时期的截留量最小;这是因为植物的吸收作用主要发生在夏季,而反硝化作用高峰发生在春季和夏季[55]㊂夏季,反硝化作用和植物吸收作用一同控制着氮素的截留转化[56],因而截留量最大;而在融雪㊁植物休眠季节(冬季和早春),反硝化作用是氮素截留转化的主要过程,但土壤低温限制了反硝化的进行,所以截留效果最差㊂笔者认为,这可能还与农耕活动有关㊂一般来说,在春季或夏季施肥,生长季施肥理应比植物休眠期施得多,导致污染源中含有的氮㊁磷等营养元素比休眠期多;因而植物生长季节的截留量比融雪季节的大是必然的㊂因此,还需要对季节的影响机制进行更进一步的探究㊂邓娜等[57]提出径流流量也会影响河岸缓冲带的净化效果,并通过野外小区试验进行了验证,结果表明,在1场暴雨径流过程中的不同时间段,即不同入流流量条件下,植被过滤带对悬浮固体㊁总氮㊁总磷㊁颗粒态氮和颗粒态磷的净化效果变化较大,随着入流流量的减小,河岸缓冲带的净化效果更为显著㊂3 展望目前国内外学者对河岸缓冲带对泥沙和氮磷等营养元素的迁移及截留转化的机制,以及河岸缓冲带截污效果影响因子等方面进行了大量的研究,取得了良好的成果,为河岸带的生态恢复重建提供了科学指导意义;然而,由于河岸带生态系统结构复杂,内外影响因素较多,要想实现河岸缓冲带生态系统的健康发展,需从以下几方面开展深入的理论与实践研究㊂1)目前国内外学者对河岸缓冲带净化机制的研究中,绝大多数均围绕泥沙沉积及氮㊁磷截留转化等机制进行研究,尚缺乏对其他化合㊁有机污染物的去除机制研究㊂随着我国化肥㊁农药的大量施用,造成的其他污染问题逐渐凸显,需要拓宽研究对象㊂即使就目前研究较多的磷元素来说,河岸缓冲带对于可溶性磷的净化效果的研究结论不相一致[20,2324],有待深入探讨㊂2)以往的研究大多只考虑了地表径流的截留机制,对于地下径流的研究仅停留在与地表径流的对比观测上,鲜有地下径流机制方面的研究㊂地表径流土壤地下水作为径流过程的一个子系统,综合考虑污染物在其中的运移和转化,可进一步明确污染物被河岸缓冲带截留后的去向,为地表㊁地下水污染综合防治提供依据㊂3)对于缓冲带最佳宽度范围确定的研究很多,但迄今为止仍没有一致的结论[46,47,5860]㊂在结合河岸缓冲带地情的基础上进行最佳宽度设计时,既要满足河岸带一定的截污能力,还要尽量避免对社会经济系统产生干扰㊂4)研究发现,季节也会对河岸带缓冲带的净污效果产生影响,生长季的净污效果要优于融雪期的净污效果,反硝化作用是导致这种结果的关键[5356]㊂笔者认为,可能还与农耕作业有关,一般生长季施肥量本身就比融雪期大,因此,就人类活动的干扰对净污效果的影响还可以做进一步的探究㊂4 参考文献[1] 顾晓君,刘刚,闫其涛,等.安全型农业初探[J].中国农学通报,2010,26(14):429432[2] 李秀芬,朱金兆,顾晓君,等.农业面源污染现状与防治进展[J].中国人口㊃资源与环境,2010,20(4):8184[3] 黄绍平,姚月华,吴常青,等.我国农业面源污染研究进展[J].现代农业科技,2011(11):264265 [4] 李怀恩,张亚平,蔡明,等.植被过滤带的定量计算方法[J].生态学杂志,2006,25(1):108112 [5] 陈吉泉.河岸植被特征及其在生态系统和景观中的作用[J].应用生态学报,1996,7(4):439448 [6] 汤家喜,孙丽娜,孙铁珩,等.河岸缓冲带对氮磷的截留转化及其生态恢复研究进展[J].生态环境学报,2012,21(8):15141520[7] Liu Xingmei,Zhang Xuyang,Zhang Minghua.Major fac⁃tors influencing the efficacy of vegetated buffers on sedi⁃ment trapping:A review and analysis[J].Journal of En⁃811。

缓冲带在农业面源污染防治上的应用

缓冲带在农业面源污染防治上的应用

缓冲带在农业面源污染防治上的应用杨帆;刘赢男;焉志远;黎叩晨;倪红伟【摘要】Agricultural nonpoint source pollution has become one of the m ost important threats to water environment safety. To ensure security of water environment, it is necessary to prevent and control agricultural non-point source pollution. Riparian buffer zone, which could effectively prevent and control agricultural non-point source pollution, has been widely recognized, and it also has a certain application on the source of water prevention. Based on the introduction of definition of buffer zone, structure of macro and microscopic, mechanism of nitrogen and phosphorus losing and research of different countries and regions of agricultural non-point pollution, the protection of riparian buffer strips in the water environment was proposed.%农业面源污染已经成为威胁水环境安全的一个重要因素,为了保证水质安全,对进入水体的农业面源污染进行防治是十分必要的。

滨岸缓冲带在水源地农业面源污染防治上的应用_高大文

滨岸缓冲带在水源地农业面源污染防治上的应用_高大文

第33卷滨岸缓冲带在水源地农业面源污染防治上的应用高大文*,杨帆(东北林业大学林学院环境科学学科,黑龙江哈尔滨150040)摘要:饮用水水源地污染已成为全球共同遭遇的重大环境问题之一,为保证人们的饮用水安全,有必要对进入水源地内的农业面源污染进行防治。

滨岸缓冲带能够有效的防治农业面源污染已经得到广泛的认可,并在水源地保护上有一定的应用前景。

文章综述了缓冲带的定义、结构、功能以及农业面源污染防治方面的应用等基础上,提出了我国滨岸缓冲带在饮用水源地保护中的应用前景。

关键词:饮用水水源地;农业面源污染;滨岸缓冲带中图分类号:X508文献标志码:Adoi :10.3969/j.issn.1003-6504.2010.10.020文章编号:1003-6504(2010)10-0092-05Riparian Buffer Zone in Controlling Water Contamination fromAgricultural Non-point Source PollutionGAO Da-wen *,YANG Fan(School of Forestry ,Northeast Forestry University ,Harbin 150040,China )Abstract :Drinking water source pollution has become one of the most important global environmental problems.To ensure security of drinking water ,it is necessary to prevent and control agricultural non-point source pollution which enters drinking water source area.Riparian vegetation buffer zone ,which could effectively prevent and control agricultural non-point source pollution ,has been widely recognized ,and it also has a certain application on the source of water prevention.Based on the introduction of definition of buffer zone ,type of structure as well as the function ,the protection of riparian buffer zone in the drinking water source was proposed.Key words :drinking water source area ;agricultural non-point source pollution ;riparian buffer zone我国人均水资源量仅占世界人均水量的1/4,随着我国农业现代化的发展,农药、化肥的大量施用,农业面源对水体的污染也在进一步加剧,尤其是对饮用水水源地的污染。

2021最新二级建造师继续教育考核复习题库(答案)

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2021年二级建造师继续教育题库一、单选题1.当广场位于地下空间上方时,广场海绵设施的可不做防渗处理。

()A.正确B.错误参考答案:B2.海绵城市实施后,对于地下水位的评估可以通过查看地下水潜水位监测数据进行,下列不适宜的指标是()。

A.年均地下水潜水位保持稳定B.下降趋势得到明显遏制C.平均降幅低于历史同期D.当年地下水潜水位保持稳定参考答案:D3.植被缓冲带建设与维护费用低,但对场地空间大小、坡度等条件要求较高,坡度大于()时其雨水净化效果较差。

A.6%B.3%C.5%D.4%参考答案:A4.绿色屋顶可有效减少屋面径流总量和径流污染负荷,但绿色屋顶要求较高,仅适用于符合屋顶荷载、防水等条件的平屋顶建筑和坡度≤20°的坡屋顶建筑。

()A.正确B.错误参考答案:B5.人工湿地技术是由人工建造和控制运行的湿地类型,其中表流人工湿地设计的水力停留时间约为()。

A.7d-10dB.4d-5dC.2d-3dD.1d-3d参考答案:A6.高温季节底泥疏浚后容易导致形成黑色块状漂泥底泥运输和处理处置难度较大,存在二次污染风险,需要按规定安全处理处置。

因此,应根据当地气候和降雨特征,合理选择底泥()。

A.疏浚范围B.清淤季节C.疏浚深度D.疏浚方式参考答案:B7.城市黑臭水体的整治技术选择应按照“控源截污、内源治理、活水循环、清水补给、水质净化、生态修复”的基本技术路线具体实施其中()是选择其他技术类型的基础与前提。

A.生态修复B.控源截污C.活水循环D.内源治理E.水质净化参考答案:BD8.选用清淤疏浚技术,应安全处理处置底泥,防止二次污染。

()A.正确B.错误参考答案:A9.对需要减小路面径流量和降低噪声的新建、改建城市高架道路及其他等级道路,宜选用()透水沥青路面。

A.全透式B.半透式C.表层排水式D.不透式参考答案:C10.生态树池宜设置于宽度大于等于4m的人行道上,生态树池的植物以大中型的木本植物为主,种植土深度应不小于()。

滨岸缓冲带在河道生态修复中的实践

滨岸缓冲带在河道生态修复中的实践

滨岸缓冲带在河道生态修复中的实践作者:毕明娟陈甜甜崔莹莹郑福山来源:《科学导报·学术》2020年第31期摘要:滨岸缓冲带对于河道生态修复、生态环境建设等方面有直接的影响,所以,研究与分析滨岸缓冲带在河道生态修复中的应用,则以滨岸缓冲带的应用原理与技术为基础,并结合实践工程,针对滨岸缓冲带的植被群落应用、环境质量变化等方面进行测评分析,以此实现河道生态修复效果的综合提升。

关键词:滨岸缓冲带;河道;生态修复引言生物软措施是环境保护、制备生态恢复以及避免水土流失的主要手段,研究及分析滨岸缓冲带在河道生态修复中的应用,并完善软保护措施,适用于水土保持与控制面源污染。

滨岸缓冲带的实践应用,则是针对植被缓冲带、生态化发展等方面进行综合分析,这对保障饮用水源安全、提高河道生态系统的综合质量等方面有积极作用[1] 。

1滨岸缓冲带工程原理及技术滨岸缓冲带是通过一定宽度的各类植被带发挥作用,植被带的应用,可以截留雨水、防治雨水基溅侵蚀,减少地表径流、避免地表水流侵蚀严重,为根系固定土壤和支撑作用。

净化水质,削减非点源污染,改善生物栖息等功能,提高景观的多样性。

在对滨岸缓冲带的实际应用进行研究与分析的过程中,则需要确定缓冲带宽度、缓冲带植物种类的合理选取,在构建滨岸缓冲带阶段中,可以优先考虑草地区的设置,一般考虑选取水土保持效果好、氮磷吸收能力强的常见植物。

在污染物去除效果相对接近的情况下,则可以优先考虑本地物种,这对提高缓冲带制备与野生动物之间的和谐性方面有积极作用,可提高缓冲带的整体生态功能。

每个植物的群落类型的生活形态不同,从空间的角度进行分析,可以划分为垂直结构以及水平结构。

垂直结构表现为空间上的成层现象,例如,乔木层、灌木层等[2] 。

水平结构则是以植物群落在水平空间上的分化为中心。

基于此,在对滨岸缓冲带的实践应用进行研究与分析的过程中,针对植被净化、比例配合等方面进行综合控制,可进一步提高滨岸缓冲带的实际应用效果。

河岸缓冲带对氮磷污染消减机理及其影响因素研究进展

河岸缓冲带对氮磷污染消减机理及其影响因素研究进展

结 构 和 服务 功 能 ,是 生 态 学 和 环境 科 学 领 域 的 研 究 热
点之 一 。经 济 和社 会 发 展 程 度 和 速度 的 提 升 ,显 著 提 高
河岸缓 冲带对 氮磷 污 染 消减 机 理及 其 影 响 因素研 究进 展
曹宏 杰 ,焉志远 , 杨 帆 ,佟 斌 ,曾昭文
摘 要 :河 岸缓 冲带作 为河 岸生 态 系统 的 重要组 成部 分 ,是控 制 点 源 污 染 。由于 排 污 地 点 确 定 ,技 术 研 发 的资 金 投 入 和
水土 流 失和 面源 污染 、改善 水环 境 的关键 措施 ,对 河 岸 生态 系 社 会 关 注 程 度 、监 管力 度 大 ,点 源 污染 状 况 已得 到 有 效
统的 生态及水 文过程 具有 重要 的影响 。概 述 了国 内外 关于河岸 治 理 。非 点 源 污 染 具 有 排 污 点 分 散 ,排 放 时 间不 连 续 、
缓 冲 带研 究 的现 状 ,总 结 了河岸植 被 缓 冲带 的主要 功 能 、影响 涉 及 面 广 ,治 理 难 度 大 等 特 点 ,较 点 源 污 染 来 说 治 理 难
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国 土 与 自 然 资 源 研 究
TERRITORY & NATURAL RESO URCES STUDY
201 8 No.3
文 章 编 号 :1003—7853(2018)03—0046-05
Key words:Riparian bufer str ips;
基金 项 目:国家科 技重 大专 项 :‘‘河岸 缓 冲带 湿地 修 复与 人河 控制 技术集 成 (2014ZxO7201—009—005)”
and phosphorus pollutant and its influencing

河岸缓冲带净污机理和其影响因子研究进展

河岸缓冲带净污机理和其影响因子研究进展
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技术与措施
带有负电荷,铵离子很容易被吸附。土壤微生物通过硝化作用将氨态氮转化为硝态氮, 土壤又可恢复对铵离子的吸附功能。硝态氮除了可以被植物根系吸收成为植物营养成分 外,还可被微生物(反硝化细菌)利用发生反硝化作用,将硝态氮最终转化为气态N, 从系统中永久清除,因此被认为是去除NO。-_N的最佳途径鹏1。
3.1污染物种类 农业面源污染主要来源于农药、化肥、畜禽及水产养殖和当地农村居民。Phillips 发现当径流中的主要污染物种类是以水流带来的碎石、泥沙等为主的固相污染物时,坡 度是最主要的影响因子,其次是土壤水力传导系数;而当径流中的主要污染物种类是以 溶解态污染物为主时,缓冲带的宽度则成为了最主要的影响因子,土壤蓄水能力也起着 重要作用b2|。
2河岸缓冲带净污机理研究
141
技术与措施
2.1河岸缓冲带净污途径研究 河岸缓冲带面源污染(主要指氮、磷)防治是通过一定宽度的水一土壤一植物系统 的过滤、渗透、吸收、滞留、沉积等物理、化学和生物功能效应,控制、减少面源污染 物排入水体的总量,减弱其毒性,从而达到降解环境污染、净化水质、保护河湖水体的 目的。 河岸缓冲带的物理功能效应主要体现在植被的过滤拦截和促渗作用,主要是指在污 染物流经河岸缓冲带时,缓冲带的植被以自身的阻挡作用降低了水流速度,致使大多数 固体颗粒发生沉积,起到的过滤拦截作用,以及由于植被的存在可有效增加土壤有机质, 而土壤中有机质的含量又是影响营养盐、除草剂运移的主要因素阳3,同时植被还可改善 土壤的渗透性增加径流的入渗n0|,河岸缓冲带内茂盛的植被、表土的枯落层以及疏松的 土壤结构均有利于可溶解性N、P渗透到更深层的土壤层中,降低了地表径流对可溶性N、 P的转运能力,可为植物吸收、土壤吸附、反硝化作用创造条件。 化学功能效应主要体现在植物的吸收转化作用以及土壤的吸附作用。植物的吸收转 化作用是指径流中含有植物生长或生命过程所需的营养元素流经缓冲带时,植物根系对 其进行吸收并转化贮存在植物体内;而土壤吸附作用是指径流流经的被浸湿的土壤颗粒 表面通常带负电荷,而径流中含有大量的离子如K+、Na+、NH4+、NO。一等,由于这种带电性, 土壤能够吸附大量离子,所以当径流流经河岸缓冲带时能起到净化水质的作用,吸附其 中大量的氮磷等营养元素避免其流入水体。 生物功能效应则主要体现在微生物的硝化作用和反硝化作用,反硝化作用在河岸缓 冲带净化污染物的贡献更为突出。硝化作用是指硝化细菌将氨氧化为硝酸的过程,通常 发生在通气良好的土壤、厩肥、堆肥和活性污泥中。而反硝化作用,也称脱氮作用,是 指反硝化细菌在缺氧条件下,还原硝酸盐,释放出分子态氮(N:)或一氧化二氮(N:0) 的过程,可降低径流中氮素的含量从而达到河岸缓冲带去污的目的。 2.2主要元素的去除机理研究 氮、磷是农业面源污染中最主要的两种元素,过去的研究多集中在对于氮和磷的去 除机理[8,11{4|,其他元素或化合物、有机污染物等的去除机理研究鲜有报道。 2.2.1氮素的去除机理研究 河岸带地表径流中的氮素,主要通过沉积和渗透等物理过程实现截留u1|,Magette 等n21在美国马里兰州海岸带地区的研究发现,15英尺宽牛毛草(Festucaspp.)河岸带 可截获地表径流中66%的颗粒物;而渗透到壤中流和地下水中的氮素则是通过植物吸收、 微生物固定、反硝化作用及土壤吸附等过程实现截留转化的u3|。其中,植物吸收和反硝 化作用是河岸带截留转化氮素最主要的两个机理儿}151。 农业污水中的氮通常以有机氮、氨和铵离子的形式存在u引。在河岸缓冲带中,当携 带着溶解性氮的径流经过植物根区时,植物根系吸收硝态氮,经过转化以有机氮的形式 贮存在植物体内口7|。有研究表明,落叶林河岸带吸收的氮素有80%以落叶形式返还到土 壤中n 8J。枯落物中的有机氮在微生物的作用下转化为氨态氮,即氨化作用,其产生的铵 可被植物和微生物吸收利用。未被吸收利用的铵可被土壤胶体吸收保存,由于土壤颗粒

高效去除污染物的城市内河滨岸缓冲带植物筛选及配置研究

高效去除污染物的城市内河滨岸缓冲带植物筛选及配置研究

高效去除污染物的城市内河滨岸缓冲带植物筛选及配置研究城市内河是城市水环境的重要组成部分,在维持城市发展方面具有至关重要的作用。

长期以来,人们往往重视经济发展,忽略了水资源的保护,使得大量的水资源被污染和浪费。

城市内河污染严重危害人们的生产和生活。

目前,如何修复城市被污染河流生态系统己经成为一个国际性的问题,并成为许多专家、学者研究和讨论的热点。

滨岸缓冲带水生态修复的一种手段,对非点源污染具有较好的去除效果,近年来赢得了越来越多的关注。

我国对缓冲带的研究多集中在缓冲带对非点源污染的防治、坡度宽度对净化效果的影响和缓冲带的优化配置上,对植被选择和配置研究不够深入,而且所做的研究由主要集中在南方的水生植物上,对北方植物和陆生植物较少。

本研究共分两部分,一部分为草本植物水培研究,研究黑麦草、紫花苜蓿、早熟禾对地表径流中氨氮、可溶性磷酸盐、COD、重金属(Cu、Cd、Pb)的去除效果;另一部分利用实验室的小型实验装置进行缓冲带不同植物配置研究,通过人工模拟地表径流,进行黑麦草、早熟禾、紫花苜蓿不同植被模式滨岸缓冲带对径流水和渗流水中氨氮、亚硝态氮、可溶性磷酸盐、COD、重金属(Cu、Cd、Pb)的净化效果研究。

实验得出以下结论:(1)不同草本植物对氨氮、可溶性磷酸盐、COD的去除效果不同。

紫花苜蓿对氨氮的整体去除效果最好,平均去除率达到了 45.93%。

黑麦草对可溶性磷酸盐和COD的整体平均去除效果最好,平均去除率分别为达到了54.02%、56.52%。

(2)不同草本植物重金属Cu、Cd、Pb的去除效果不同。

对Cu污染物的去除能力的强弱依次为:早熟禾&gt;黑麦草&gt;紫花苜蓿;对Cd污染物的去除能力的强弱依次为:黑麦草&gt;紫花苜蓿&gt;早熟禾;对Pb污染物的去除能力的强弱依次为紫花苜蓿&gt;黑麦草&gt;早熟禾。

不同浓度下,植物对重金属的去除能力也不同。

河滨缓冲带防护及山地径流调控净化施工工法(2)

河滨缓冲带防护及山地径流调控净化施工工法(2)

河滨缓冲带防护及山地径流调控净化施工工法一、前言河滨缓冲带防护及山地径流调控净化施工工法是一种能够保护河滨生态环境和优化山地径流的施工技术。

该工法通过合理布置植被、构筑物和排水系统等手段实现对河滨缓冲带的保护和修复,并通过水土保持、防洪排涝、水质净化等措施实现对山地径流的调控和净化。

本文将对该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例进行详细介绍。

二、工法特点河滨缓冲带防护及山地径流调控净化施工工法的主要特点如下:1. 综合性:该工法综合运用了植被配置、构筑物设计和排水系统规划等多种手段,以实现对水土资源的保护和利用。

2. 可持续性:通过合理利用植被和地形地势,实现河滨缓冲带的自然恢复和生态功能的提升,从而实现可持续发展。

3. 技术性:该工法需要运用一些专业的技术手段和设备,如植被配置技术、构筑物设计技术和排水系统规划技术等。

4. 适应性:该工法能够根据不同地区的环境特点和工程需求进行灵活调整和应用,具有较大的适应性。

三、适应范围河滨缓冲带防护及山地径流调控净化施工工法适用于以下场景和工程:1. 河滨生态修复:适用于河滨植被破坏、水土流失等问题较为严重的地区,可以通过合理配置植被和构筑物来实现河滨生态的修复和保护。

2. 山地径流调控:适用于山地区域,可以通过构筑物和排水系统的设计和布置,来实现对山地径流的调控和净化。

3. 水资源保护:适用于保护重要水资源区域,可以通过该工法实现对水资源的保护和管理。

四、工艺原理河滨缓冲带防护及山地径流调控净化施工工法是基于以下工艺原理实现的:1. 植被配置原理:透过合理配置植被,形成绿色护岸,有效控制水土流失和河岸侵蚀,保护河滨生态环境。

2. 构筑物设计原理:通过构筑物的设置,如沉箱、堤体、挡墙等,来改变水流的速度和方向,达到调控山地径流和分流排水的目的。

3. 排水系统规划原理:通过合理规划排水系统,包括雨水收集、径流调控和水质净化等,来实现对山地径流的调控和净化。

滨岸缓冲带去除农业面源污染技术研究

滨岸缓冲带去除农业面源污染技术研究

滨岸缓冲带去除农业面源污染技术研究
曹振华;韩相奎;李广
【期刊名称】《中国资源综合利用》
【年(卷),期】2016(000)001
【摘要】农田面源氮、磷的流失是导致河流湖泊等水体产生富营养化的主要原因之一,滨岸缓冲带能够有效地防治农业面源污染已经得到了广泛的认可,并在保护水体方面有一定的应用前景。

介绍了缓冲带的定义、结构、功能及控制要素,提出了滨岸缓冲带去除农业面源污染技术在我国的应用前景。

【总页数】4页(P46-49)
【作者】曹振华;韩相奎;李广
【作者单位】吉林建筑大学市政与环境工程学院,长春 130118;吉林建筑大学市政与环境工程学院,长春 130118; 长春建筑学院,长春 130604;吉林建筑大学市政与环境工程学院,长春 130118; 吉林建筑大学松辽流域水环境教育部重点实验室,长春 130118
【正文语种】中文
【中图分类】X501
【相关文献】
1.城市河流滨岸缓冲带生态修复模式研究 [J], 廖先容;扈幸伟;邬龙
2.寒冷地区滨岸缓冲带植物筛选 [J], 马放;梁雄伟;王立;李哲;姜晓峰;汪根;张
雪;Vitus Tankpa
3.不同缓冲带植物在滨岸缓冲带中的作用 [J], 吉国强;韩伟宏;赵国斌
4.滨岸缓冲带对农业面源污染NH+4-N,TP的吸收效果 [J], 董凤丽;袁峻峰;马翠欣
5.河滨缓冲带植物根系和根际微生物特征及其对农业面源污染物去除效果 [J], 尧水红;刘艳青;王庆海;肖波;宋佃丽
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长江流域河岸植被缓冲带生态功能及构建技术研究进展

长江流域河岸植被缓冲带生态功能及构建技术研究进展

长江流域河岸植被缓冲带生态功能及构建技术研究进展胡海波;邓文斌;王霞【期刊名称】《浙江农林大学学报》【年(卷),期】2022(39)1【摘要】长江流域河岸植被缓冲带是河岸生态系统的重要组成部分,对长江流域污染防治和生态环境建设具有重要影响。

综述了河岸植被缓冲带的主要生态功能,分析了长江流域河岸植被缓冲带面临的环境影响因素,阐述了河岸植被缓冲带构建技术,并对未来研究提出展望。

河岸植被缓冲带的主要生态功能为缓洪护岸、截污净化和保护生物多样性等。

目前,长江流域河岸植被缓冲带面临的主要影响因素为外来物种入侵、大量硬质工程建设和农业、工业发展带来的污染物排放等。

长江流域河岸植被缓冲带的构建技术应根据不同河岸带的特点和功能来确定,并加强对河岸植被缓冲带的管理。

未来研究应集中于:①开展河岸植被缓冲带遮阴效应的过程及机制研究,根据遮阴效应的研究结果,讨论遮阴的利弊问题,以及遮阴效应与缓冲极端气候的联系。

②开展极端气候条件下生态功能研究,利用模型模拟极端气候条件下(暴雨、干旱等)河岸植被缓冲带的截留减污效应,为植被缓冲带的构建提供参考依据。

③开展景观和流域尺度研究,结合遥感影像和各气象站点数据,从景观和流域尺度研究自然和人为活动对河岸植被缓冲带生态过程和生态功能的影响,探讨河岸植被缓冲带综合治理和管理模式。

④建立植被缓冲带综合评价体系,应用数字化手段对河岸植被缓冲带实时监控,结合野外观察和采样分析,综合评价河岸植被缓冲带的结构和生态功能。

参43。

【总页数】9页(P214-222)【作者】胡海波;邓文斌;王霞【作者单位】南京林业大学南方现代林业协同创新中心;南京林业大学江苏省水土保持与生态修复重点实验室【正文语种】中文【中图分类】S718.5【相关文献】1.河岸植被缓冲带生态功能及其过滤机理的研究进展2.黄河中下游典型河岸缓冲带植被景观连接度及其网络构建3.河岸植被缓冲带生态水文功能研究进展4.河岸植被缓冲带的功能及其设计与管理5.郑州贾鲁河河岸植被缓冲带生态完整性评价因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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河湖滨岸缓冲带净污机理及适宜宽度研究进展钱 进1,2,王 超1,2,王沛芳1,2,侯 俊1,2(1.河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室,江苏南京 210098;2.河海大学环境科学与工程学院,江苏南京 210098)摘要:在分析河湖滨岸缓冲带结构特征和定义的基础上,从3个方面阐述河湖滨岸缓冲带净化农业非点源污染物的机理:(1)降低地表径流速度,过滤和拦截颗粒态污染物;(2)植物吸收、土壤吸附溶解态的污染物;(3)促进氮的反硝化作用。

论述了河湖滨岸缓冲带适宜宽度的研究进展,认为在我国仅仅从环境的角度对适宜宽度进行研究还远远不够,需要从环境、经济和社会等角度对河湖滨岸缓冲带的适宜宽度进行综合研究。

探讨了河湖滨岸植被缓冲带净污机理需要进一步研究的突出问题。

关 键 词:滨岸缓冲带;农业非点源污染;净污机理;氮;磷;适宜宽度中图分类号:TV122;G353.11 文献标识码:A 文章编号:1001-6791(2009)01-0139-06收稿日期:2008-02-25基金项目:教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET -07-0254);国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2008CB418203);国家自然科学基金资助项目(50830304)作者简介:钱 进(1974-),男,江苏海安人,助理研究员,主要从事水污染控制研究。

E -mail :hhuqj @hhu .edu .cn保护河湖水体水质的关键是控制污染物质进入河湖水体。

找出污染物质进入河湖水体的输运途径并加以控制是治理非点源污染的重要内容。

农业非点源污染除了因为农业生产的无序发展、缺少排污管网等基础设施等因素外,一个重要的原因是河湖滨岸生态系统缺乏管理,在河湖水体与农业生产区之间缺失良好的滨岸缓冲带[1]。

许多研究和实践表明,河湖滨岸缓冲带在防治农业面源污染、保持水土、保护和改善河湖生境方面有着极其重要的作用。

1 河湖滨岸缓冲带的内涵缓冲带(buffer strip ),全称保护缓冲带(conservation buffer strip ),是指利用永久性植被拦截污染物或有害物质的条状、受保护的土地[2],是由美国农业部国家自然资源保护局向美国公众推荐的土地利用保护方式。

根据已经建成的缓冲带的分布位置与主要作用,缓冲带可分为:①滨岸缓冲带(riparian buffer strip );②草地化径流带(grassed water way );③等高缓冲带(contour buffer strip );④防风或遮护缓冲带(windbreak /shelter belt );⑤混合耕种(alley cr opping );⑥高速公路、铁路、城市等周围的灌木篱笆、草本风障、河岸保护和植被屏障、浅水区域等[3]。

河湖滨岸缓冲带指建立在河湖、溪流和沟谷沿岸的各类植被带,包括林带、草地或其它土地利用类型,因此河湖滨岸缓冲带又可称为滨岸植被缓冲带(riparian vegetated buffer strip )。

1.1 河湖滨岸缓冲带结构特征河湖滨岸缓冲带具有四维结构特征。

对河岸缓冲带而言,有纵向(上游-下游)、横向(河床-泛滥平原)、垂向(河川径流-地下水)和时间变化(河岸形态变化及河岸生物群落演替)4个方向的结构[4]。

同样,对湖岸缓冲带来说,有纵向(环湖带状)、横向(湖床-泛滥平原)、垂向(地表水-地下水)和时间变化(如湖岸形态变化及湖岸生物群落演替)4个方向的结构。

从横向来说,河湖滨岸缓冲带可划分为近岸水域、水滨区域以及近岸陆域3个主要部分(如图1所示)[5]。

(1)近岸水域:浅水区、深水区;浅水区是指由水边向下延伸到大型植物生长的下限,水深一般不超过6~8m 。

(2)水滨区域:潮间区、湿地、浅滩地、沼泽地。

第20卷第1期2009年1月 水科学进展ADVANCE S IN WATER SCIE NCE Vol .20,No .1 Jan .,2009 (3)近岸陆域:斜坡、岸上缓冲区。

图1 滨岸缓冲带横向结构示意图Fig .1Horizontal structure of riparian buffer strip 从结构分析可知,河湖滨岸缓冲带具有如下特征:①在位置上临近地表水体;②在范围上没有明确的边界;③在形态上表现为线型;④在生态功能上属于水陆生态系统的过渡带[6]。

1.2 河湖滨岸缓冲带的定义众多学者从不同的角度对河湖滨岸缓冲带进行了定义。

Belt [7]从功能出发,认为河溪缓冲带为河岸带中与河溪或湖泊保持最紧密联系,起到保护水质、鱼类栖息地以及其他资源的区域。

Muscutt 等[8]从位置形状特征出发,认为滨岸缓冲带是设立在潜在污染源区与受纳水体之间由林、草或湿地覆盖的区域,通常为带状。

Nilsson 等[9]从其影响范围出发,认为河岸带是指高低水位之间的河床及高水位之上直至河水影响完全消失为止的地带。

潘响亮等[10]认为河岸缓冲区是指与河流(有时包括湿地和湖泊)相邻的、对污染物、沉积物和洪水具有一定缓冲功能的水陆交错带生态系统,它的植被群落和动物群落组成与高地有明显差别;在某种意义上,河岸缓冲区等同于河流生态廊道。

邓红兵等[11]认为河岸植被缓冲带指河湖岸两边向岸坡爬升的由树木(乔木)及其它植被组成的,防止或转移由坡地地表径流、废水排放、地下径流和深层地下水流所带来的养分、沉积物、有机质、杀虫剂及其它污染物进入河湖系统的缓冲区域。

由此可见,虽然目前国内外学者对河湖滨岸缓冲带的总体认识一致,但对河湖滨岸缓冲带的定义却多种多样。

河湖滨岸缓冲带横向结构上3个不同区域的土壤特性(如孔隙率、含水率等)、生长植物种类、优势微生物种群不同,从而不同区域的主要净污机理也就有所不同。

因此从河湖滨岸缓冲带的横向结构特征出发,可将河湖滨岸缓冲带分为广义的河湖滨岸缓冲带和狭义的河湖滨岸缓冲带。

广义的河湖滨岸缓冲带在横向上包含近岸水域、水滨区域以及近岸陆域3部分,而狭义的河湖滨岸缓冲带在横向上只包含近岸陆域,或水滨区域或近岸水域。

2 河湖滨岸缓冲带净污机理研究河湖滨岸缓冲带防治非点源污染(主要指N 、P )是通过一定宽度的水-土壤(沉积物)-植物系统的过滤、渗透、吸收、滞留、沉积等物理、化学和生物功能效应,控制、减少非点源污染物,达到降解环境污染、净化水质、保护河湖水体的目的。

地表径流中的N 、P ,主要通过物理过程的沉积和渗滤实现截留;渗透到土壤中的N 、P ,则通过一系列过程,如植物的吸收、土壤吸附,反硝化作用及微生物吸收等实现截留转化。

河湖滨岸缓冲带净化污染物主要机理可以概括为以下3个主要方面:①降低地表径流速度并对其中的颗粒态污染物起过滤和拦截作用;②植物吸收、土壤吸附溶解态的污染物;③促进氮的反硝化作用。

河湖滨岸缓冲带的净污效果取决于污染源特性、土壤类型、植被组成及生长状态、缓冲带宽度与坡度、季节以及水文条件等。

2.1 降低地表径流速度并对其中的颗粒态污染物起过滤拦截作用人类的农业活动削减了地表的水土保持能力,在雨期含有N 、P 的固体颗粒以及可溶解性N 、P 随径流经过河湖滨岸缓冲带进入河湖水体。

在这一过程中,缓冲带的植被增加了径流的阻力、降低了水流速度,致使大多数固体颗粒发生淀积。

同时,河湖滨岸缓冲带内深厚的枯落层和疏松的土壤结构有利于可溶解性N 、P 随水渗透到更深层的土壤中,从而降低了地表径流对可溶性N 、P 的转运能力。

据美国农业林业部(USDA )1991年调查,缓冲带植被的过滤功能可以显著减少径流中P 的含量,因为85%的P 是随着包含在沉积物中的细小土壤颗粒迁移的[12]。

Smith [13]在新西兰的研究中发现,10~13m 宽的河边牧场截获地表径流中的悬浮沉淀物和颗粒状养分达80%以上,同时溶解态N 的去除也达到了67%。

Lim 等[14]发现含粪肥的径流通过6m 长的植物过滤带后,75%的氮、磷、悬移质被吸附,完全过滤掉水中的大肠杆菌,水中pH 基本恢复中性。

140水科学进展第20卷河湖滨岸缓冲带不同植被、不同宽度对径流中颗粒物的拦截效果不同。

有研究表明,浓密的、坚硬的草比其它植被拦截地表径流的能力要强、复合植被比单一植被拦截地表径流的能力要强、同种滨岸缓冲带拦截作用随宽度增加而增加。

Dillaha 等[15]研究发现,具有较浅的均匀流在通过4.6m 和9.1m 的过滤带时,平均分别截留74%和84%的输入泥沙,54%和73%的输入氮,61%和79%的输入磷。

Lee 等[16]通过试验研究发现,在天然降雨条件下,缓冲带末端产生的地表径流中,7.1m 宽的草带拦截了92%以上的泥沙,16.3m 宽的复合带拦截了97%以上的泥沙。

设置7.1m 宽的柳枝稷缓冲带拦截了径流中95%的泥沙、80%的总氮、62%的硝基氮、78%的总磷和58%的PO 3-4-P ;设置16.3m 宽的柳枝稷/林木复合缓冲带拦截了径流中97%的泥沙、94%的总氮、85%的硝基氮、91%的总磷和80%的PO 3-4-P 。

磷吸附在沉积物和有机质中随地表径流而迁移,因此,拦截和过滤作用是河湖滨岸缓冲带去除磷,尤其是颗粒态磷的重要机理。

多项研究表明,河湖滨岸缓冲带可溶性磷的去除率比总磷的去除率低,Daniels 发现河岸缓冲带一定的宽度内,总磷的去除率为50%,而可溶性磷的去除率仅为20%[10]。

但也有例外的,Young 等报道21m 宽的河岸缓冲带去除可溶性磷和总磷的效果并没多大差别,分别为67%和69%[10]。

另外,也有研究发现,河湖滨岸缓冲带能够显著降低地表径流中总磷和颗粒态磷的含量,却增加了可溶性磷的含量[17]。

2.2 植物吸收和土壤吸附溶解态的污染物植物吸收、土壤吸附是河湖滨岸缓冲带N 、P 转化截留的主要机理之一。

对N 而言,植物吸收被认为是河湖滨岸缓冲带截留转化NO -3-N 的重要机制。

当携带着溶解性N 的水经过植物根区时,植物的根系从深层的地下水中吸收NO -3-N ,转运到植物体内形成有机氮的形式在植物体中长期积累。

众多研究结果显示,河湖滨岸缓冲带对氮具有显著的消减效果,对总氮去除率在41%~95%之间,对硝基氮的去除率最高达到99%,对凯氏氮的最高去除率达74%,可以有效防止氮的流失,减少水体富营养化的机会。

Peterjohn 等[18]调查发现,氮在滨岸缓冲带的截留率为89%,而在农田的截留率仅为8%。

Copper 等[19]用缓冲带处理沿海平原流域中氮时,其结论是在排水良好的高地流域,硝态氮的损失量平均超过35kg /(hm 2·a );经过缓冲带过滤后,仅有5kg /(hm 2·a )的硝态氮和85kg /(hm 2·a )的全氮进入河流。

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