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近15年三峡库区典型流域农业非点源污染时空特征分析*
——以澎溪河流域为例

2022-09-01张高丽倪九派谢德体陈方鑫谭少军

中国农业资源与区划 2022年6期
关键词:河子污染区溪河

张高丽,倪九派※,谢德体,陈方鑫,王 法,谭少军

(1.西南大学资源环境学院,重庆 400715;2.农业农村部西南耕地保育重点实验室,重庆 400715)

0 引言

农业非点源污染是指农业生产活动产生的固态或溶解态污染物,通过降雨及地表径流进入受纳水体[1],具有广域性、分散性和随机性等特点,治理难度大。非点源导致的氮、磷污染也被认为是水体营养物过剩的主要原因。美国学者认为68%~83%的水体污染由农业非点源污染引起[2];日本在研究城郊湖泊后,得出50%以上污染物来自农业的结论;在我国,非点源污染对总氮总磷的贡献量可达81%~93%,已成为地表水恶化的重要原因[3]。污染物的产生和运移会受到土地利用、地质地貌、气候等多因素的影响,流域的少部分区域会产生绝大部分的负荷[4]而且仅靠末端治理难以实现非点源污染防控[5],因此研究非点源污染的来源分布、总量特征及风险等级分布对制定防控措施具有重要意义。

目前国内非点源污染主要的估算方法有排污系数法[6]、单元调查法[7]、模型法[8-11](包括SWAT、DPeRS、AnnAGNPS 等)和输出系数法[12]。排污系数法难以全面考量地形、降雨因子带来的影响[6],径流分割法需要较为全面的监测数据,模型类方法对连续性小尺度的污染模拟具有一定的适用性[8],而输出系数法[12],所需资料简单便于获取,而且适用于流域尺度。最初的输出系数法模拟结果精度较低,国内外学者开展了很多改进工作[13-15],提高了模拟精度。输出系数模型模拟的是空间各单元上的产污能力。降雨后空间单元上污染物会发生迁移,在迁移过程中将产生损失,形成负荷的仅是其中一部分,因此引入入河系数,使模型更精确还原流域污染负荷情况。

自2006年三峡水库二期蓄水以来,库区38条主要支流40%的断面出现中、重度富营养化,屡次爆发水华等水生态环境问题[16]。三峡库区的水环境问题主要是水体富营养化[17],主要污染物来源是农业非点源污染物中的总氮、总磷,三峡库区水质关系着库区及长江中下游地区的居民生产生活、经济发展[18],因此研究三峡库区非点源污染对于改善库区水环境具有重要意义。澎溪河是三峡库区北岸最大的支流,流域内人口密度大,南北地形起伏明显,耕地面积广布,集中了三峡库区支流流域的地理和气象特征,具有典型性和代表性[19]。王图锦等[20]对2014 年4—7 月澎溪河流域藻类结构特征及水质状况进行相关性分析发现,水体富营养化跟流域内总氮、总磷呈显著正相关,对流域内总氮、总磷农业非点源污染的研究与治理是解决澎溪河流域水污染的根本。

因此文章选择2000—2015 年时间段的数据,运用改进输出系数模型,通过整合澎溪河流域不同年份间主要农业非点源污染来源分布、程度、总量等动态变化特征,分析其变化的主要原因,明确主要农业非点源污染变化趋势和风险等级分布,为三峡库区的农业非点源污染分区防控决策提供切实科学依据和建议。

1 研究区与方法

1.1 研究区域

澎溪河流域(图1)(107°56′E~108°54′E,30°49′N~31°42′N)地处长江中游,流域面积为5 173km2,主河道长182.4km,多年平均径流量约为34.1×108m3。地势北高南低,由东北向西南倾斜;多年平均降水量在1 200mm 左右且降雨季节变化显著,夏季多暴雨,属川东盆地温和高温区,雨热同期;流域内土壤类型紫色土、水稻土、黄壤居多,其中紫色土矿质养分含量丰富、肥力较高,是流域重要的旱作土壤;流域范围主要涉及重庆市开县、万州、云阳县3 个区县,大部分分布在重庆开县境内;流域内农用地广布,旱地和水田面积占全流域的48.8%,主要种植作物有水稻、玉米、榨菜。流域内有东河、南河、普里河、桃溪河4个主要支流和澎溪河干流。大小溪流汇于渠口镇,流经云阳,在云阳双江镇入长江。

图1 研究区概况

1.2 研究方法

1.2.1 数据来源与处理

该文所需数据包括:地形数据(DEM)、气象数据(降雨量)、水系数据、归一化植被指数(NDVI)、土地利用/覆被类型与社会经济同级数据及其他辅助数据。具体获取途径如下:①从地理空间数据云(htpp://www.gscloud.cn)筛选并下载澎溪河流域30m 分辨率Landsat4-5TM、Landsat7TM、Landsat-8OLI 卫星影像;②从中国气象科学数据共享服务网(http://data.cma.cn)获取澎溪河流域附近地区6 个站点2000—2015 年每年12 个月的降雨量;③从中科院地理所获取2000 年、2005 年、2010 年、2015 年份4 期土地利用/覆被数据(分为林地、园地、旱地、水田、建设用地、草地、水域7类);④从2001—2016年开县、万州、云阳统计年鉴、中国县域统计年鉴和部分文献[21]获取农村人口、畜禽养殖数据,对少量缺失乡镇采用就近补齐。

所有数据处理流程如下:①利用ArcGIS10.2 水文分析模块提取出流域水系并划分为东河、南河、普里河、桃溪河和澎溪河干流5 个子流域;②利用ENVI5.3 和处理后的Landsat 影像数据计算NDVI;③利用降雨量数据,计算年降雨量和年均降雨侵蚀力,利用克里金插值法获得各年降雨分布。

1.2.2 改进输出系数模型

20世纪70年代Omemik 等[22]为了预测水体富营养化,建立了最初的输出系数模型,1996年Johnes等[23]根据人口、农作物、畜禽养殖以及降雨四个方面确定了不同的输出系数,使模型更完善。之后,我国学者任玮[24]、李恒鹏[13]的研究使模型的可用性和精确性得到了提高。龙天渝[14]将降雨、地形、植被覆盖因子引入得到了改进模型,并根据2005—2008 年澎溪河流实测水文数据估算总氮、总磷污染,实测值与模拟值误差均在10%以内。刘佳昆[15]发现在改进模型基础上,引入水系距离因子,能够进一步提高模型精度,因此该文采用改进的输出系数模型为:

式(1)中,λk为第k年的入河修正系数;φk、t、W、Fk分别为归一化后的第k年的降雨侵蚀力因子、地形影响因子、水系距离因子、植被覆盖度因子,计算方法采用龙天渝[14]、Ding[25]等学者研究,Lk,j(t/年)为第k年污染物j的总负荷;Ei,j为污染物j在流域第i种土地利用类型中的输出系数,t/(km2·年),或牲畜、人口的输出系数,t/(万头/万只·年)或t/(万人·年);Ak,i为第k年第i类土地利用类型的面积(km2),或第k年第i种牲畜的数量(万头/万只)、或人口数量(万人)。

降雨侵蚀力能够表征降雨引起土壤侵蚀的潜在能力,降雨侵蚀力的计算借鉴吴昌广[26]等学者的研究,采用月降雨量模型计算,模型公式为:

式(3)至(6)中,φk为第k年的降雨侵蚀力影响系数(无量纲);Rk为第k年降雨侵蚀力值((mj·mm)/(km2·h));Rˉ是多年平均侵蚀力的值;rij是第i年第j月的月降雨侵蚀力,FIij是第i年第j月的Fournier指数(mm);pij、pi分别是第i年j月的月降雨量和第i年的年降雨量(mm)。

地形影响因子的计算θj为图像单位栅格的坡度(°);θˉ为流域的平均坡度,经计算澎溪河流域平均坡度为19.21°,d为常数,根据已有研究[25]取值为0.610 4。

W为水系距离因子;x为每个栅格到最近河道水系的距离,采用Sivertun[27]的研究,计算W。Fk为不同年份植被覆盖度因子,NDVI、NDVImax、NDVImin分别为流域归一化植被指数及其最大值和最小值。

确定合适的输出系数是正确计算氮磷污染负荷的关键,该研究参考长江中上游流域以及澎溪河流域多篇研究确定了输出系数,其中农村生活输出系数通过龙天渝[14]、柯珉[28]的相关研究确定。畜禽养殖输出系数来自Ding[25]、杨彦兰[29]、华玲玲[30]等相近流域的研究。不同土地利用类型的输出系数,参考了龙天渝[14]、王萌[31]、Ding[25]、Rui-min Liu[32]等三峡库区的相关研究并根据流域情况进行调整确定。最终土地利用类型分为旱地、水田、园地、林地、草地、建设用地6类,其中建设用地带来的非点源污染主要为建筑污染和农村居民点污染,水域输出系数为0 不进行计算。畜禽分为大牲畜(牛、马等)、猪、羊、家禽,各类不同污染源的输出系数见表1。

表1 不同污染源的输出系数

1.2.3 非点源污染风险性指数

风险性指数最初是美国化工公司内部采用的评价方法,如今结合GIS的空间分析功能,风险性指数可以综合各种因素,使空间规律更加明显。为了更好的从整体上分析澎溪河流域非点源污染重点控制区域,借鉴土壤侵蚀危险指数的计算方法[33],根据《地表水环境质量标准GB3838-2002》中对地表水体及湖库水体5类水的要求,将5类水规定水体浓度与澎溪河多年平均经流量相乘后除以流域栅格数量,得到允许容纳的单位面积总氮、总磷负荷量。研究以Ⅱ类水为最低标准,将流域内总氮、总磷污染分为无污染、轻度污染、中度污染、重度污染、极重度污染5 个等级,建立非点源污染潜在风险指数(Non-point Source Pollution Potential Danger Index,NPSDI)来描述流域非点源污染风险的大小,计算公式为:

式(10)中,I是非点源污染潜在风险指数,取值1~9,M1为无污染区面积,M2为轻度污染区面积,M3为中度污染区面积,M4为重度污染区面积,M5为极重度污染区面积。

通过计算各年份不同等级面积来计算各年潜在风险指数值。污染等级划分标准如表2。

表2 污染等级划分标准

1.2.4 冷热点分析

为探索流域主要非点源污染物在区县上的整体分布情况,判断污染物在空间上的集聚程度,故采用冷热点分析。它是探索局部空间聚类分布特征常用的方法,能够表现污染的热点区域与冷点区域[34]。热点分析指数Getis-Ord G*i 指数是描绘区域冷热点特征的常用指标,研究用该指标反映不同区域污染关联的程度,其计算利用ArcGIS10.6实现。其公式为:

式(11)至(13)中,xj是要素j的属性值,wij是要素i和j之间的空间权重,n为要素总数,G*i统计是z得分,z得分表示标准差的倍数,z得分越高,高值(热点)的聚类就越紧密。对于统计学上的显著性负z得分,z得分越低,低值(冷点)的聚类就越紧密。本文根据z得分用自然断点法将区域分为热点、次热、不显著、次冷和冷点区域。

2 结果与讨论

2.1 模型的验证

由于没有流域内非点源污染的实测数据,根据澎溪河双江大桥断面2005 年和2010 年监测数据以及2015 年上半年实验室在高阳平湖的水样实测数据,采用常用的水文估算法对模型进行验证(图2),除了2005 年的磷负荷模拟误差大于10%,其余相对误差都在可行范围内,证明该改进模型基本合理,可在研究区范围进一步应用。

图2 2005年、2010年和2015年澎溪河流域部分年份模拟值与实测值对比

2.2 流域非点源污染排放特征

2.2.1 氮磷污染排放时间特征

运用改进的输出系数模型计算了2000—2015 年澎溪河流域不同污染源(包括土地利用源、畜禽养殖源、农村生活源)的农业非点源污染物总氮和总磷的污染排放量(图3)。可以看出,澎溪河流域总氮、总磷排放量变化趋势基本一致,都呈现先减少再缓慢增长的趋势。2000 年达到最高值为6 624.30 t、561.49 t,之 后 降 到 最 低2005 年5 543.79 t、453.03 t,降幅分别为16.31%和19.32%,此间流域内负荷显著改善,这与库区在2000 年开始实施的退耕还林政策相关,退耕还林将流域内大于25°的旱坡地改为林地,小于25°的进行坡改梯[35]。5年流域内林地增加了38.24 km2,而林地的增加可大幅减少非点源污染并且改善流域地表水质[36];之后污染排放量逐年增长,到2015 年,排放量为5 846.16 t、496.75 t,增幅分别为5.45%和9.65%。流域内总氮和总磷年均污染排放量分别为5 919.89 t、499.06 t,年均排放强度分别为12.53 kg/hm2、1.06 kg/hm2,与三峡库区重庆段磷排放强度1 kg/hm2[29]和小江流域(即澎溪河流域)氮排放强度10.69 kg/hm2[37]的研究结果相近。总氮污染负荷明显高于总磷污染负荷且年均总氮为总磷的10 倍多,与三峡库区腹地[14]文献研究结果一致。这期间流域内耕地和园地均有小幅上涨,主要原因是渝东北区域农民为增收,转变农业结构,将部分牧草地、其他农用地转变为园地和耕地[38]。园地和耕地的增加导致更多的化肥农药使用,从而削弱了退耕还林带来的裨益,使流域负荷呈现缓速增长趋势。

图3 2000—2015年澎溪河流域总氮、总磷污染排放量

2.2.2 污染源解析

2000—2015 年澎溪河流域土地利用源、畜禽养殖源、农村生活源总氮、总磷排放量和贡献率如表3、4所示。氮污染排放上,多年贡献率顺序均为旱地>农村人口>水田>猪>林草地>其他,总的来说土地利用源对氮污染的贡献最大,在3 131.29~3 942.40 t,占总氮污染的56.48%~62.74%,年均占比60.05%,趋势为先减后增,与总趋势一致,其中旱地和水田两类土地利用类型氮污染排放占比较大,多年平均占比分别为35.24%和12.49%;畜禽氮污染排放量都超过1 000 t,并于2005 年达到峰值1219.84 t,后下降再回升。养猪的氮污染排放量在畜禽养殖源占比常年保持在55%,是主要的污染输出源,据调查,流域内畜禽养殖方式多为散养,养猪产生的排泄物和冲洗废水大多处于直排和半直排状态,而固态排放物长期堆积,遇较大降雨,大量的有机污染物和氮磷等营养物质进入库区支流,对水环境安全构成严重威胁;农村生活源污染在逐年降低,贡献率由24.67%逐步降为17.61%,排放量减少了604.29 t,主要归因于开州区城镇的快速发展,吸引农村人口向外迁移[39]。

表3 2000—2015年澎溪河流域各年各污染源氮污染排放及贡献率

对于磷污染,2000—2005 年贡献率顺序为旱地>农村人口>水田>草地>猪>其他,而2010—2015 年贡献率顺序为旱地>水田>农村人口>猪>林草地>其他,近5年农村人口贡献降低,猪的养殖污染增加,主要原因是农村人口外迁和流域内养殖猪的数量不断增加。综合来看土地利用源的多年平均排放量占比达74.67%,其中,旱地和水田两类土地利用方式产生的磷污染贡献最大,多年平均贡献率为45.17%和14.88%,是磷污染最主要的输出源;农村生活源呈现逐渐减少的趋势,2000—2015年由93.93 t降为59.19 t,贡献率由16.73%降为11.92%;2000 年畜禽养殖源占总磷排放量的9.53%,且占比逐年不断升高,于2005年达到峰值,占12.49%后稳定在11%左右。其中猪的养殖磷污染排放量最大。

综上所述,旱地、农村生活和畜禽养殖是造成氮污染的主要原因,其次旱地、水田的土地利用活动是磷污染的主要贡献源。总氮及总磷负荷量中旱地和水田等土地利用方式产生的污染都占较高比例,主要原因是开州区大部分地区主要生产方式都是农田种植,到2015 年开州区农村常住人口仍有66.24 万人,15 年,旱地面积变化量也较大,增加了17.34%,导致化肥、农药使用增加。相关文献[40]表明澎溪河流域的氮肥过量施肥比例在32%~47%,磷肥过量施肥比例在17%~34%,加上在我国氮磷肥利用率低,化肥氮磷要素流失现象严重,也侧面说明化肥污染是流域内主要的污染来源。

2.2.3 澎溪河流域子流域氮磷污染空间排放特征

澎溪河流域各子流域氮磷排放量及排放强度见表5。流域总氮排放量年均占比排序为南河(26.36%)、澎溪河干流(19.96%)、桃溪河(19.93%)、普里河(16.90%)、东河(16.86%),以南河子流域最大,东河子流域最小,总氮排放强度来看,仍以南河年均排放强度最高,达26.34 kg/hm2,东河最小,为8.75 kg/hm2,南河子流域多年排放量最大;流域总磷排放量年均占比排序为南河(28.05%)、桃溪河(21.38%)、澎溪河干流(19.25%)、东河(15.94%)、普里河(15.39%),以南河子流域占比最大,普里河子流域占比最小;总磷排放强度来看,南河总磷强度最高达2.35 kg/hm2,东河最小,为0.69 kg/hm2。

表5 澎溪河流域各子流域年均排放量、排放强度和占比

各子流域氮磷不同污染源排放量及年际变化如图4。从不同子流域总氮、总磷污染源年际变化来看,表现特征均为南河>澎溪河干流、桃溪河>普里河、东河。其中澎溪河干流、东河、普里河子流域土地利用源污染排放呈逐年降低趋势,而南河子流域土地利用源排放量多年第一,总氮、总磷最高年排放量分别为1 145.76 t、119.90 t,可见多年来南河子流域总氮、总磷污染来源均为土地利用为主导,而澎溪河干流、桃溪河子流域为土地利用源和农村生活源共同主导。畜禽养殖方面,2000—2005 年普里河流域畜禽污染较为严重,而2015年东河子流域畜禽污染排放较高,自2005年东河子流域畜禽污染持续增高,主要原因是流域内丰乐、白鹤、郭家等乡镇出栏生猪数量不断增长,仅郭家镇当年就出栏3.5万头。因此东河子流域和普里河子流域以土地利用源和畜禽养殖源为主导。农村生活源污染总体呈下降趋势,其中南河子流域污染占据较大比例,总氮占比17.61%~24.67%,总磷占比11.92%~16.73%。

图4 2000—2015年澎溪河流域各子流域总氮、总磷排放量

表4 2000—2015年澎溪河流域各年各污染源磷污染排放及贡献率

2.2.4 氮磷污染风险分析

计算流域内2000 年—2015 年不同污染等级面积并根据式(10)计算各年非点源污染潜在风险指数值(NPSDI)(图5)。2000年总氮极重度污染区和重度污染区分别占比39.90%、29.51%,达总面积的近70%,非点源污染风险指数最高为6.10;总磷极重度污染面积占33.88%,重度污染面积占53.30%,占总面积的86%,NPSDI 最高为6.59;分析原因发现从20 世纪90 年代到2000 年,随着人口的增长,旱地、建设用地面积大幅度增加,林地面积减少,根据学者[41]研究发现2001 年澎溪河流域部分断面平水期、丰水期、枯水期水质均为Ⅳ类水,且辖区内6 个片区包括竹溪、汉丰、丰乐、白鹤、郭家镇地下水水质属Ⅳ至Ⅴ类,说明2000 年非点源污染较为严重。总氮、总磷的轻度及以下污染区仅占12.45%、2.31%;2005 年总氮、总磷污染情况均有较大改观,极重度污染区和重度污染区占比为50%左右,较大部分为中度及轻度污染区,NPSDI 为4.85。2005 年总磷极重度污染面积占15.30%,重度污染面积占64.76%,占总面积的80%,NPSDI 为5.79;2010 年总氮极重度和重度污染区降到40%左右,中度、轻度、无污染区面积首次占总面积60%,NPSDI 为4.61,2010 年总氮污染属多年中最低;2010 年总磷污染面积情况无明显变化;2015 年总氮极重度污染区和重度污染区分别占比25.54%、24.21%,占总面积的50%,NPSDI 为5.02;总磷极重度污染面积占18.71%,重度污染面积占62.50%,占总面积的近80%,NPSDI 次高为5.96,可以看出流域内风险趋势由2000年风险值较高逐年降低,到2010年降至最低。

图5 2000—2015年澎溪河流域内总氮、总磷污染等级占比及各年非点源污染潜在风险指数值(NPSDI)

根据污染等级划分标准和冷热点分析得到各年份总氮、总磷污染等级及污染冷热点空间分布如图6、7。总氮污染多年一直处于极重度污染区的为高桥、镇安、白鹤、渠马、黄石、双江、金峰、铁峰、五通、后山,这些乡镇的总氮栅格浓度值均超Ⅳ类水质要求,因此应为总氮污染重点控制乡镇;一直处于轻度污染及无污染区的是满月、关面、白泉、三汇口、水口。2000 年总氮污染主要分布在中部大部分乡镇,污染等级呈环状向外逐渐降低;至2005 年污染区变化明显,转为中部和南部的个别乡镇,主要原因是竹溪、赵家、铁桥等以耕地为主要源的乡镇通过退耕还林等政策得到了有效的控制,而白鹤、厚坝、镇安、金峰和渠马、铁峰、平安、黄石、双江污染虽有降低但其浓度仍超过标准;2010 年总氮极重污染区无较大变化,新增铁桥、郭家、养鹿,但其他区域有所好转,天和、平安降为重度污染区;2015 年极重度污染区主要围绕在汉丰、大德、镇东周围,主要原因是这3个镇城市人口较多,而其周边乡镇仍以农业活动为主。

图6 2000—2015年澎溪河流域内总氮污染等级及空间冷热点分布

从空间集聚程度上看,2000—2005 年氮污染热点和次热点区主要出现在流域东南角即双江、平安、黄石、水口镇,约占入河总负荷11.12%;2010—2015 年污染主要热点和次热点区域明显向流域西南部的铁桥、南雅、临江、南门镇转移,约占总氮负荷的18.23%,主要原因在于铁桥等镇以农业为主,农药化肥使用量居多,畜禽养殖位居各乡镇前列,因此形成热点区域。多年来次冷点区域均为关面镇,地处大巴山南坡,农业活动强度小且人口和畜禽数量仅占流域的4.31%和8.02%,由此形成污染排放冷点区域。

总磷污染一直处于极重度污染区的有高桥、镇安、天和、金峰、铁峰、黄石、后山,这些乡镇应为总磷污染重点控制乡镇;一直处于轻度污染区的仅有白泉、水口。2000 年总磷污染最为严重,极重度污染区出现在汉丰、大德、镇东周围,除白泉、满月、关面、汉丰、三汇口等中度、轻度污染区,其余均为重度区;2005 年极重污染区大幅减少,仅出现在流域东南部和中部个别乡镇,重度区仍占据流域大部分区域;2010 年总磷污染情况无较大变化,铁桥镇污染加重,主要原因是铁桥镇耕地等增多;2015 年五通镇污染加重,西南部乡镇由中度区转为重度区。

从空间集聚程度上看,2000 年总磷污染在渠口、养鹿形成了次热点区域;2005 年热点区向流域东南部余家、孙家镇移动,主要原因是余家、岳溪、五通等乡镇积极发展规模种植户,导致耕地不断增长;2010—2015 年热点区集中分布与南雅、临江、南门,由分散向集聚转变,主要原因是铁桥、临江等乡镇水稻及油菜种植得到发展,农业活动强度加大,其次生猪养殖持续增长,产污较多,因此形成热点区域。

综合来看,结果与肖新成[42]库区负荷研究相似,均为城镇区排放量较少,腹地排放量较多。澎溪河流域总氮、总磷污染等级分布呈现为北部低中部、南部高的趋势,主要污染分布在干流出口和中部、南部乡镇,无污染区分布在北部山区,主要原因是流域中部,属低山岭谷区,土地平坦,是开县的粮、果主产区,而南部为澎溪河干流,因入河距离较短,污染消纳能力较弱且流域内土壤多为紫色土,母岩易于崩解、土层浅薄,易发生水土流失,使得污染风险最高。北部山区因植被覆盖度高,林地多而耕地较少,污染风险最低。如果对污染物高值区和热点区域及其附近乡镇进行控制,可使氮磷污染排放量分别降低47.12%、49.28%,因此对这些乡镇进行针对性防控,可有效减少流域内非点源污染。

图7 2000—2015年澎溪河流域内总磷污染等级及空间冷热点分布

2.3 不足与展望

该文采用改进的输出系数模型估算澎溪河流域的非点源污染负荷,在添加降雨、坡度、植被因子的基础上又引入水系距离因子,模拟结果可行,但在非点源污染物选取上仅考虑了氮、磷污染负荷情况,没有考虑NH3-N、COD、BOD5等其他污染物。农村生活源的污染也仅考虑了农村人口造成的污染没有考虑生活污水等方面,下一步可以综合考虑不同污染物并结合社会经济指标,构建更为全面的负荷估算体系。在空间上,可以对结果中非点源污染负荷风险较大的乡镇进行专项调查和更深入的研究,为三峡库区面源污染防治和改善库区水环境提供科学建议。

3 结论

(1)2000—2015 年澎溪河流域总氮、总磷排放量变化趋势基本一致,呈现先减少再缓慢增长的趋势且以氮污染为主,其排放均值分别为5 919.89 t 和499.06 t,年均排放强度分别为12.53 kg/hm2、1.06 kg/hm2。土地利用源对氮磷污染的贡献最大,年均占比分别为60.05%、74.67%,其次是畜禽养殖源;旱地和水田两类土地利用类型,均为氮磷污染的主要贡献源,应对流域内旱地、水田的产污进行重点防治。

(2)澎溪河流域内不同子流域总氮、总磷污染源年际变化,表现特征均为南河(1 560.59 t、139.44 t)>澎溪河干流(1 181.51 t、95.70 t),桃溪河(1 179.56 t、106.27 t)>普里河(1 000.32 t、76.48 t)、东河(997.91 t、79.22 t)。南河子流域是氮磷污染的重点防控子流域,土地利用和农村生活是南河子流域污染的主要原因。

(3)澎溪河流域多年来总氮、总磷污染等级均较高的乡镇为镇安、高桥、金峰、铁峰、黄石、后山镇及2015年总氮、总磷热点及次热点区域铁桥、南雅、临江、南门镇,这些应为氮磷污染重点控制乡镇。总氮污染等级较高的还有白鹤、渠马、五通镇,总磷污染等级较高的还有天和镇。综合4 期污染分布情况,氮磷污染明显向中部和南部即澎溪河干流处汇集,流域中部水系污染程度普遍高于上游山区,因此可对中部、南部乡镇重点防控。

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