Reduction of nitrogen and phosphorus emission and zoning management targeting at water quality of lake or reservoir systems: A case study of Shahe Reservoir within Tianmuhu Reservoir area

Abstract

湖库水环境保护在保障生产与生活用水、维系生态平衡、发展旅游等方面发挥着重要的作用.水质目标管理是保护湖库水质的最佳管理办法.本文以天目湖地区沙河水库及其流域为研究区域,建立模型模拟沙河水库流域的水文与水质,评估入库污染通量和主要来源;依据水质目标测算氮、磷污染的容量和减排量,结合土地的生态保护与开发适宜性评估,提出氮、磷污染分区减排和土地管控的对策和措施.研究结果表明,沙河水库氮、磷污染物入库通量分别为206.01和3.29 t/a,面源总氮和总磷分别占总入库量的85.7％和67.5％.不同土地利用类型氮、磷输出强度有显著差异,总氮输出强度依次为茶园〉耕地〉建筑用地〉裸地〉草地〉退耕地〉林地〉河湖漫滩,总磷输出强度与地表覆盖度有关,依次为裸地〉建筑用地〉茶园〉耕地〉草地〉退耕地〉林地和河湖漫滩.从氮、磷输移过程来看,沙河水库流域总氮排放量为321.64 t/a,进入河流的为255.53 t/a,在河道输送过程中损失19.4％,最终有206.01 t/a进入水库;沙河水库流域总磷排放量为13.42 t/a,进入河流的为7.90 t/a,在河道输送过程中损失58.3％,最终有3.29 t/a进入水库.不同分区河流氮、磷滞留降解率有很大的差异,中田河总氮、总磷滞留降解能力最强,分别为34.71％和84.31％.2009年的通量计算结果显示,沙河水库总氮达到Ⅳ类水质目标需要的入湖减少量为32.01 t/a,入湖削减比例为15.50％,总氮达到Ⅲ类水质目标需要的入湖减少量为59.66 t/a,入湖削减比例为29.00％;总磷达到Ⅲ类水需要的入湖减少量为0.682 t/a,入湖削减比例为20.70％,总磷达到Ⅱ类水需要的入湖减少量为1.479 t/a,入湖削减比例为44.90％.为了实现基于土地利用的面源污染减排管控,选定植被覆盖度、水源涵养能力、地形坡度、土地利用、氮磷分区贡献量、与道路和村落距离等指标�