第3章 流域污染物迁移转化模拟基本原理
对流域非点源污染源进行量化研究、影响评价以及污染治理时，最为有效和直接的方法是建立流域水文水质耦合模型即非点源模型，进行时间和空间序列上的模拟与预测。本章对整个流域系统及其内部发生的复杂污染过程进行概况性描述，分析非点源污染的主要类型、水文过程、土壤侵蚀与产沙过程，识别主要污染物（氮、磷等）的主要来源和迁移转化规律。
3．1 非点源污染概述
非点源污染物排放及污染途径的不确定性导致了非点源污染对农业生产、水资源、流域水文过程和水生生物栖息环境形成的危害越来越严重。非点源污染造成大量泥沙、氮磷等营养物质、有毒有害物质进入江河湖库，引起水体悬浮物浓度升高，有毒有害物质含量增加，溶解氧减少，水体出现富营养化和酸化趋势，不仅直接破坏水生生物的生存环境，导致水生生态系统失衡，而且还影响人类的生产和生活，威胁人类健康。非点源对水环境造成的污染主要有两个方面：一为营养型污染物污染，二为毒害型污染物污染。营养型污染物主要为氮、磷。水体中氮、磷等营养元素的富集，导致某些特征性藻类（主要是蓝藻、绿藻）异常增殖，致使水体透明度下降，溶解氧降低，水生物相继死亡，水味变得腥臭难闻。
由于非点源污染具有随机性、广泛性、滞后性，污染物排放及污染途径具有不确定性，污染负荷具有时空差异性，因而长期以来非点源污染形成的机制及其控制途径一直是困扰科学家的首要问题。非点源污染的产生一方面与地表污染物质来源、数量及赋存特征，如化肥和农药的使用、垃圾的堆放有关；另一方面与地表景观的性质，如流域土壤特征、土地利用／覆盖类型及其空间分布特征有关，同时还受土壤侵蚀过程、降雨过程、灌溉过程、地表和地下水文过程的影响（见图3．1）。概括地说，流域内非点源污染的产生可以分为随水文产流过程而形成的产污过程和随水文过程而形成的人河过程，因此流域产污汇污模型就是对非点源负荷进行的模拟，水文过程是整个非点源污染过程的驱动因子。
非点源污染物主要有泥沙、营养物（如氮、磷等）、病原微生物（如大肠杆菌）、有毒物质（如农药、重金属等）。
泥沙包含矿物质和有机物，是重金属、铵离子、磷酸盐以及其他有毒有害物质的主要携带者，受土壤侵蚀作用，呈悬浮状态被输移或沉降在水体底部。不同性质来源的泥沙吸附的污染物数量和种类差异很大。表层的泥沙具有较高的污染潜力。粗大的土壤颗粒更易从土壤表面分离，而细小颗粒具有更大的吸附能力，不易被分离。黏土矿物和有机物流动速度很慢，能保持较长的时间。这种选择性的土壤侵蚀能增加泥沙对污染物的迁移能力，因此被侵蚀的泥沙中一般含有较高的污染物。
……
展开
