2014年環(huán)評(píng)師考試《技術(shù)方法》專題訓(xùn)練三

　　土壤侵蝕、水體富營(yíng)養(yǎng)化的評(píng)價(jià)方法

　　1.土壤侵蝕。⑴定義：水土流失(土壤侵蝕)，是指土壤在風(fēng)、水流、凍融和重力等外營(yíng)力作用下，被剝蝕、搬運(yùn)和沉積的過程。并且主要指水力侵蝕。

　　⑵一般有侵蝕模數(shù)[侵蝕強(qiáng)度，t/(km2?a)]、侵蝕面積和侵蝕量數(shù)據(jù)，侵蝕面積可通過資料調(diào)查或遙感解譯而得，侵蝕量可根據(jù)侵蝕面積與侵蝕模數(shù)的乘積計(jì)算得出，也可實(shí)測(cè)得出。侵蝕模數(shù)(土壤侵蝕率、土壤流失率或土壤損失幅度)是土壤侵蝕強(qiáng)度單位，是衡量土壤侵蝕程度的一個(gè)量化指標(biāo)。指表層土壤在自然營(yíng)力(水力、風(fēng)力、重力及凍融等)和人為活動(dòng)等的綜合作用下，單位面積和單位時(shí)間內(nèi)被剝蝕并發(fā)生位移的土壤侵蝕量，其單位為 (t/km2•a)。

　　⑶侵蝕模數(shù)預(yù)測(cè)方法：①已有資料調(diào)查法。根據(jù)各地水土保持試驗(yàn)、水土保持研究站所的實(shí)測(cè)徑流、泥沙資料，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析和計(jì)算后作為該類型區(qū)土壤侵蝕的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。②物理模型法。在野外和室內(nèi)采用人工模擬降雨方法，對(duì)不同土壤、植被、坡度、土地利用等情況下的侵蝕量進(jìn)行試驗(yàn)。③現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查法。通過對(duì)坡面侵蝕溝和溝道侵蝕量的量測(cè)，建立定點(diǎn)定位觀測(cè)，對(duì)溝道水庫、塘壩淤積量進(jìn)行實(shí)測(cè)，對(duì)已產(chǎn)生的水土流失量進(jìn)行測(cè)算，計(jì)算侵蝕量。利用小水庫、塘壩、淤地壩的淤積量進(jìn)行量算，經(jīng)來沙淤積折算，計(jì)算出土壤侵蝕量。④水文手冊(cè)查算法。根據(jù)各地《水文手冊(cè)》中土壤侵蝕模數(shù)、河流輸沙模數(shù)等資料，推算侵蝕量。⑤土壤侵蝕及產(chǎn)沙數(shù)學(xué)模型法：通用水土流失方程式(USLE)。A=R?K?L?S?C?P (9-11)

　　式中：A―單位面積多年平均土壤侵蝕量，t/(km2?a);R―降雨侵蝕力因子，R=EI30(一次降雨總動(dòng)能×最大30min雨強(qiáng));K― 土壤可蝕性因子，根據(jù)土壤的機(jī)械組成、有機(jī)質(zhì)含量、土壤結(jié)構(gòu)及滲透性確定;L―坡長(zhǎng)因子;S―坡度因子，我國(guó)黃河流域試驗(yàn)資料，LS=0.067L0.2S1.3;C―植被和經(jīng)營(yíng)管理因子，與植被覆蓋度和耕作期相關(guān);P―水土保持措施因子，主要有農(nóng)業(yè)耕作措施、工程措施、植物措施。

　　【注】水土流失預(yù)測(cè)還包括可能造成危害的預(yù)測(cè)，如土地退化問題、下游河道泥沙增加和淤積問題、對(duì)下游防洪的影響、地下水的影響以及區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響等。根據(jù)評(píng)價(jià)中的具體需求和要求進(jìn)行。

　　⑵水土流失評(píng)價(jià)：根據(jù)土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)評(píng)價(jià)。土壤侵蝕強(qiáng)度以土壤侵蝕模數(shù)(t/km2?a))表示。

　?、偻寥狼治g容許量標(biāo)準(zhǔn)。土壤容許流失量是指在長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)能保持土壤的肥力和維持土地生產(chǎn)力基本穩(wěn)定的最大土壤流失量。②水力侵蝕、重力侵蝕的強(qiáng)度分級(jí)。Ⅰ微度侵蝕：<200，500，1000 t/(km2?a)(分別指東北黑土區(qū)和北方土石山區(qū)，南方紅壤丘陵區(qū)和西南土石山區(qū)，西北黃土高原區(qū));Ⅱ輕度侵蝕：200，500，1000~2500t/(km2?a)(地域界限同“微度侵蝕”);Ⅲ中度侵蝕：2500~5000 t/(km2?a);Ⅳ強(qiáng)度侵蝕：5000~8000 t/(km2?a);Ⅴ極強(qiáng)度侵蝕：8000~15000 t/(km2?a);Ⅵ劇烈侵蝕：>15000 t/(km2?a)。

　　表9-1 主要侵蝕類型區(qū)的土壤容許流失量

　　③風(fēng)蝕強(qiáng)度分級(jí)。風(fēng)力侵蝕的強(qiáng)度分級(jí)按植被覆蓋度、年風(fēng)蝕厚度、侵蝕模數(shù)三項(xiàng)指標(biāo)劃分。

　　表9-2 風(fēng)蝕強(qiáng)度分級(jí)

　　2.水體富營(yíng)養(yǎng)化主要是指人為因素引起的湖泊、水庫中氮、磷增加對(duì)其水生生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不良的影響。這種現(xiàn)象在河流湖泊中出現(xiàn)稱為水華，在海洋中出現(xiàn)稱為赤潮。特點(diǎn)：富營(yíng)養(yǎng)化是一個(gè)動(dòng)態(tài)的復(fù)雜過程。影響因素：一般認(rèn)為，水體中磷的增加是導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化的原因，但與氮含量、水溫及水體特征(湖泊水面積、水源、形狀、流速、水深等)有關(guān)。

　　⑴流域污染源調(diào)查

　　一般認(rèn)為春季湖水循環(huán)期間總磷濃度<10mg/m3時(shí)，基本上不會(huì)發(fā)生藻花和降低水的透明度;而總磷在20 mg/m3時(shí)，則常常伴隨著數(shù)量較大的藻類。因此，可用總磷濃度10 mg/m3作為最大可接受的負(fù)荷量，>20 mg/m3則是不可接受的。水中總磷的收支數(shù)據(jù)可用輸出系數(shù)法和實(shí)際測(cè)定法獲得。

　　⑵營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)負(fù)荷法預(yù)測(cè)富營(yíng)養(yǎng)化

　?、賄ollenweider1969年提出湖泊營(yíng)養(yǎng)狀況與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)特別是與總磷濃度之間有密切關(guān)系。Vollenweider-OECD模型表明，在一定范圍內(nèi)，總磷負(fù)荷增加，藻類生物量增加，魚類產(chǎn)量也增加。這種關(guān)系受到水體平均深度、水面積、水力停留時(shí)間等因素的影響。將總磷負(fù)荷概化后，建立藻類葉綠素與總磷負(fù)荷之間的統(tǒng)計(jì)學(xué)回歸關(guān)系。

　?、贒illon根據(jù)總磷負(fù)荷[L(1-R)/p]與平均水深( )之間的線性關(guān)系預(yù)測(cè)湖泊總磷濃度和營(yíng)養(yǎng)狀況。從關(guān)系圖就可得出湖泊富營(yíng)養(yǎng)化等級(jí)。a.TP濃度<10mg/m3，為貧營(yíng)養(yǎng);b.10~20 mg/m3，為中營(yíng)養(yǎng);c.>20 mg/m3，為富營(yíng)養(yǎng)。該方法簡(jiǎn)單、方便，但依據(jù)指標(biāo)太少，難以準(zhǔn)確反映水體富營(yíng)養(yǎng)化真實(shí)狀況及其時(shí)空變化趨勢(shì)。

　　③在此基礎(chǔ)上，提出湖泊磷滯留的估計(jì)方法。該公式適合于總磷濃度<25μg/L的湖泊，對(duì)于總磷濃度較高的湖泊不一定適合。

　?、菭I(yíng)養(yǎng)狀況指數(shù)法預(yù)測(cè)富營(yíng)養(yǎng)化

　　湖泊中總磷與葉綠素a和透明度之間存在一定的關(guān)系。Carlson根據(jù)透明度、總磷和葉綠素三種指標(biāo)發(fā)展了一種簡(jiǎn)單的營(yíng)養(yǎng)狀況指數(shù)(TSI)，用于評(píng)價(jià)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的方法。

　　TSI用數(shù)字表示，范圍在0~100，每增加一個(gè)間隔(如10，20，30，…)表示透明度減少一半，磷濃度增加1倍，葉綠素濃度增加近2倍。三種參數(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀況指數(shù)值如表所示。TSI<40，為貧營(yíng)養(yǎng);40~50，為中營(yíng)養(yǎng);>50，為富營(yíng)養(yǎng)。該方法簡(jiǎn)便，廣泛應(yīng)用于評(píng)價(jià)湖泊營(yíng)養(yǎng)狀況。但這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是否適合于評(píng)價(jià)我國(guó)湖泊營(yíng)養(yǎng)狀況，還需要進(jìn)一步研究。表9-4 Carlson營(yíng)養(yǎng)狀況指數(shù)(TSI)參數(shù)值

　　在非生物固體懸浮物和水的色度比較低的情況下，葉綠素a(Chl)和總磷(TP)與透明度(SD)之間高度相關(guān)。因此，指數(shù)值(TSI)也可根據(jù)某一參數(shù)計(jì)算出來。計(jì)算式如下：透明度參數(shù)式：TSI=60-14.41 lnSD(m)

　　葉綠素a參數(shù)式：TSI=9.81 lnChl(mg/m3)+30.6 ;總磷參數(shù)式：TSI=14.42 lnTP(mg/m3)+4.15

　　湖水過于渾濁(非藻類濁度)或水草繁茂的湖泊，Carlson指數(shù)則不適用。

　　【注】有時(shí)用TN/TP比率評(píng)估湖泊或水庫何種營(yíng)養(yǎng)鹽不足。①對(duì)藻類生長(zhǎng)來說，TN/TP比率在20：1以上時(shí)，表現(xiàn)為磷不足;②比率<13：1時(shí)，表現(xiàn)為氮不足。絕對(duì)濃度也應(yīng)考慮。pH值和堿度對(duì)于湖泊中磷的固定和人工循環(huán)的恢復(fù)技術(shù)具有重要意義。另外，浮游植物、浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物、大型植物和魚類種類組成、密度分布、體積、生物量或相對(duì)豐度等資料，對(duì)于評(píng)價(jià)湖泊營(yíng)養(yǎng)水平、湖泊生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能及湖泊環(huán)境變化狀況有重要參考價(jià)值。

　　水體富營(yíng)養(yǎng)化預(yù)測(cè)還有評(píng)分法和綜合評(píng)價(jià)法等。實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)具體條件選用。