1绪论
1.1研究背景
随着人口增长和社会经济发展，湖泊富营养化已然成为人类当前面临的主要环境问题之一我国有许多湖泊呈现出极高的富营养化状态，据研究，这些湖泊中农业非点源污染的比例在逐年上升，农业非点源中氮、碟的流失逐渐成为引起水体富营养化的重要原因[3-6]，并限制着我国经济与社会和谐持续发展m。城镇生活污水，含氮、含碟的工业废水和农田氮肥、碟肥共同构成了水体营养物质氮、碟的主要来源[8’9]。统计结果表明，在全球有30%?50%的受非点源污染的地表水中，农业非点源污染贡献率最大在美国，江河中73%的BOD、83%的细菌以及92%的悬浮物均来自非点源，64%的河流、57%的湖泊是被农田径流污染瑞士径流中携带的氣、碟的总量相当于瑞士城市污水和工业废水中此类污染物量之和欧洲因农业活动输入北海河口的总氮占60%、总碟占25%[15];丹麦270条河流94%的氮负荷、52%的碟负荷来自于农业非点源污染[I6];荷兰水环境污染总量的60%总氮和40%?50%总碟来自于农业非点源污染。我国导致湖泊富营养化的氮、碟营养负荷，50%以上的自农业非点源污染。据2010年2月全国污染源普查公报，全国农业污染源中，总碟28.47万吨，总氮270.46万吨，分别占全国总氮、总碟污染物排放量的67.27%和57.19%[19]。重庆市单位面积氮碟、农药施用量分别达3Mkg/hm2、9.55kg/hm2[i6〗。因此，农业非点源受到普遍关注。不同于工业和生活污水集中排放的点源污染，农业非点源污染影响因子复杂多样，源头不确定性高，形成过程随机性大、影响因子复杂，分布范围广，形成过程复杂，产生危害大我国大部分农业利用区域因受东亚季风气候控制，降雨呈现季节性特征，随着降雨径流的淋溶和冲刷，大气、地面和土壤中的点源污染物及非点源污染物均会扩散性地污染地表水和地下水[22]，降雨径流对农业非点源污染的作用不容小觀。然而，降雨径流污染来源分散，又受当地自然状况和降雨情况的影响，所以农业径流非点源污染的排放时空性不确定，迁移转化较为复杂，研究与控制的难度很大[23]。因此，待确定农业非点源污染主要来源及其变化规律，为具体控制农业非点源污染提供科学依据。
1.2研究意义
目前，我国农业非点源污染愈发严重，并逐渐成为影响流域水质的重要因素。我国农业非点源污染的研究和控制起步较晚，目前存在农业非点源污染的模型研究方面还不够全面，相对应用还比较少。传统的农业径流排污系数污染负荷计算方法受作物轮作情况浮动影响，计算结果精度不高，导致最终水污染物总量估算结果难以充分地与实际情况相符合，但是，各农作物不同耕作周期的农业非点源污染物产生量是变化的，所以需要考虑作物的种植轮作规律。本论文拟通过对流域内水污染物农业种植情况的调查，充分考虑了种植区可能的影响因素，并结合MM5模型来进行农业非点源污染模拟的研究，选取TN、TP为研究因子，利用降雨量综合修正适应于首溪流域的计算系数，依据不同类型农作物的种植轮作周期特点，采用输出系数模型全面科学的评价东昔溪农业径流排污现状，分析主要污染物的主要时空来源，进而为流域内非点源污染控制提供理论和实践依据，为后期更深入的研究提供新思路，对其他地区的农业非点源污染研究也具有一定的指导意义。
1.3研究内容
本论文共分为六个章节。
(1)绪论。论述本课题的选题背景和依据，提出本文的主要研究目的和研究内容，明确技术路线。
(2)文献综述。介绍农业非点源污染主要来源、特征以及对水环境的影响。综述农业非点源污染研究方法，详细介绍输出系数模里的研究进展及国内外的应用现状。
(3)研究区域概况。介绍太湖及东首溪流域自然环境、社会经济、水资源及水环境质量概况。
(4)模型构建及基础数据。以2007年的东昔溪流域农业种植面积统计数据为研究对象，综合考虑太湖东莒溪流域水环境的特点，采用输出系数模型，估算农田径流排放进入水体的TN、TP月排放量。
(5)农业径流污染现状评价。综合不同农作物以及不同行政区域氦碟排放现状，分析各农作物、各行政区域的污染排放分担率，辨别主要污染物产生的作物来源和月份来源，并拟合验证农业径流估算值与浓度监测值的相关性。
(6)结论与建议。总结本文的主要研究工作，并提出下一步深入研究的方向和建议。
2文献综述
2.1农业非点源污染来源
伴随灌擺（降雨）的水动力作用，农业活动产生的各种污染物通过农田排水、农田地表径流和下渗等途径，自土壤圈向水圈逐渐#"散，通常情况下污染物浓度较低、波及范围广。这一污染过程包括两个方面：一是污染物侧向迁移经各级排水沟渠污染外界地表水体，二是污染物在水动力作用下垂向迀移污染地下水由于农业非点源污染形成过程受到人为活动和自然因素的影响，所以地形地貌、土地利用方式、降水等均会对其的迁移转化产生影响[26]。我国农业结构复杂，主要的农业非点源来自于农田化肥农药的施用、农田污水灌概、土壤侵烛、农村家畜粪便与泣圾等[27]。化肥、农药的超量使用成为引起灌区农业非点源污染的重点因素。农田化肥施用量受多种因素的影响，如农户种植技术、文化水平、经济条件、种植结构改变等，许多农户为了提高粮食、蔬菜花弁等的产量，在生产过程中盲目施肥，化肥的施用比例失调，施用方式也过于粗放，出现土壤无机化现象普遍，化肥有效利用率低的现象。大量剩余的养分通过各种途径进入地表水和地下水环境，造成土壤与水体污染。研究表明，我国2005年化肥使用量高迗4766万t (折纯），占世界化肥施用总量的35%。按当年农作物播种面积计算，平均每公顷化肥使用量迗到306.5kg，而我国化肥的平均利用率仅35%左右，低于美国等发达国家5-0个百分点[29]，其中氮肥的利用率为30%-35%，碟肥为10%?20%[3G]。另外，种植农作物的部分农民对农药的药理性缺乏认识并且施药技术有限，导致大部分用于作物的农药都是高毒、高残留的，对环境的影响就更加明显[31]。某些有机氯农药由于半衰期较长，在土壤中富集后，在水流冲刷作用下，部分直接排入就近水体，部分则随水渗入地下造成地下水污染，农药在土壤环境和水环境之间的迁移转化也成为污染的主要原因[32]。
3研究区域概况..........16
3.1太湖流域特性.........16
3.2东苕溪流域特性.........17
4模型构建及基础数据.........20
4.1考虑作物轮作及月降雨情况的输出.........20
4.2东苕溪TN、TP产污浓度监测值.........25
5农业径流污染现状评价.........26
5.1水环境污染物排放现状.........26
5.2种植地营养负荷估算结果分析.........29
5.3排放分担率分析.........30
5.4农业径流估算值与浓度监测值拟合.........34
结论
本论文全面科学的评价东苕溪流域水环境受农业径流污染的现状，分析非点源污染的主要作物来源以及月份来源，最终得到东苕溪流域种植业径流污染控制方案。主要结论如下：
(1)对东苕溪流域农业径流污染源进行调查，从各行政区域统计年鉴中收集流域内农作物种植面积资料。在借鉴巳有研究成果的基础上，确定了不同农作物按种植地种类划分方法。综合考虑流域内农作物实际种植情况，将产生农业径流的土地分为水田、水浇地、旱地、林地四大类。其中水田作物主要指水稻；水浇地作物只要指蔬菓瓜类、花卉等其他作物；旱地作物主要包括小麦、大麦、玉米、豆类、薯类、油料、糖料、烟叶、药材；林地主要包括茶园、果园、桑园。将东苕溪流域划分为六大行政区域。2007年研究区域内水田作物稻谷种植总面积为78293.70hm2。其中种植面积量最大的城市为长兴区，占流域总量的40.80%，旱地作物种植面积为74577.14hm2，其中油料种植最大，约占旱地作物总种植面积的59.70%。林地种植总面积为45167.03hm2,其中果园种植面积最大，约占林地总种植面积的45.56%。
(2)查阅目前对于农业径流污染物流失的模拟模型，针对农业径流非点源污染的三个不确定性和复杂性，选用输出系数模型对产污现状进行评价，根据流失量和降雨、土壤等因素的统计关系计算，在假设污染物（氮、磷）在土壤中的浓度是不随时间变化的前提下，计算不同农作物各月份的氮、磷排污现状以及不同行政区域氮、磷排污现状，并对不同种植地营养负荷进行分析。
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