植被过滤带对地表径流中污染物的争化效果.pdf

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1、第26卷第7期2010年7月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，b1．26No．7Jul．20108l植被过滤带对地表径流中污染物的；争化效果李怀恩1，邓娜1，一，杨寅群1，一，史冬庆1(1．西安理工大学西北水资源与环境牛态教育部重点实验室，西安710048：2．湖南农业大学资源环境学院，长沙410126=3．武汉大学资源与环境科学学院，武汉430079)摘要：植被过滤带是控制非点源污染的“最传管理措施”之一。为了探讨植被过滤带在中国西北地区的实际应用，该文作者在陕两小华⋯水库岸坡地建设了3条不同配置方式的植被过滤带，通过试验测

2、定了植被过滤带对地表径流中几种污染物的净化效果，并分析其影响因素。结果表明，植被过滤带对地表径流中的颗粒态氮、颗粒态磷、总氮、总磷和化学需氧量浓度削减率分别达到82．02％、77．13％、46．05％、73．28％和60．48％以上，负荷削减率分别达到89．98％、87．25％、69．93％、85．11％和77．97％以上，并能有效地肖0减溶解态氮和溶解态磷的负荷量：自然草地过滤带和沙棘一草本过滤带对地表径流中这几种污染物的削减主要发生在前10m。过滤带内的植被条件、入流流量和入流污染物浓度是影响过滤带净化效果的重要凶素。关键词：净化，污染控制，径流

3、，植被过滤带，非点源污染物，野外试验doi：10．3969，j．issn．1002—6819．2010．07．014中图分类号：X171．1文献标识码：A文章编号：1002—6819(2010)一07—0081-06李怀恩，邓娜，杨寅群，等．植被过滤带对地表径流中污染物的净化效果[J]．农业工程学报，2010，26(7)：81--86．LiHuaien，DengNa，YangYinqun，eta1．Clarificationefficiencyofvegetativefilterstripstoseveralpollutantsinsurfaceru

4、no仃IJ]．TransactionsoftheCSAE，2010，26(7)：81--86．(inChinesewithEnglishabstract)0引言植被过滤带(vegetativefilterstrip，VFS)是控制非点源污染的“最佳管理措施”(bestmanagementpractices，BMPs)之一，在美欧等国家得到了较多的研究和应用，效果良好【卜31。由于各个地区气候、土壤、地形地貌和植被不同，植被过滤带的净化效果具有极大的空间差异性【3蚓。在国外许多研究是监测具体自然条件和具体功能要求下植被过滤带的有效性【3母】，包括植被过

5、滤带功能的时效性【6。”，以及以试验为基础的机理模型研究【8。9】等，为植被过滤带的实际应用和管理提供科学依据。而在中国，目前仅有少量植被过滤带的试验研究报道，如上海环境科学院黄沈发等在苏州河上游东风港试验基地开展的农田径流面源污染防治试验，主要针对上海地区滨岸缓冲带植被的选择和种植【101，坡度、带宽、配置方式的设计[10-12】，草皮生物量影响【13】等，表明滨岸缓冲带能有效截留径流水中的悬浮物质和降解渗流水中的氮、磷营养物质【101。然而缺乏在不同地区具体条件下的植被过滤带对坡面地表径流水质净化作用的研究，而且对各种植被过滤带的有效性影响指标试

6、验及机理研究较少，制约了植被过滤带这种重要生态措施的推广。中国西北是严重的土壤侵蚀区域，如何有效控制非点源污染备受关注，收稿H期：20lO-ol-08修订H期：2010-06．8摹金项目：国家自然科学摹金资助项目(50979090)；国家水体污染控制与治理科技重大专项资助(2009ZX07212-002-004-002)作者简介：李怀恩(1960一)，男，陕西商南人，教授，博士生导师，主要从事生态水文与水资源保护方面的科研与教学工作。西安西安理工大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室，710048。Email：huaien]l@yahoo．c01因

7、此，本研究通过试验探讨不同情况下植被过滤带对地表径流中几种主要非点源污染物质的净化效果，分析植被条件、土壤初始含水率、入流流量、入流各污染物浓度以及过滤带带宽对植被过滤带净化效果的影响，以期为西北地区植被过滤带的设计与应用提供依据。1试验设计1．1试验场地及过滤带设计试验是在处于陕西华县小华山水库左岸坡地的西安理工大学野外试验基地开展的。按照“接近自然、成本低廉、宜于推广”的设计原则，本试验采用的过滤带植被为自然萌生的野生草本植物和灌木：水土保持先锋树种在中国西北地区广泛种植的中国沙棘(Hippophaerhamnoidessub．sinensis)

8、。在试验场内设计了3条植被过滤带，坡度均为2％，过滤带之间修建有隔水墙。把各植被过滤带按l～3进行编号，l撑