2014年環(huán)評師考試《技術(shù)方法》專題訓練三

　　土壤侵蝕、水體富營養(yǎng)化的評價方法

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

　?、埔话阌星治g模數(shù)[侵蝕強度，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)的乘積計算得出，也可實測得出。侵蝕模數(shù)(土壤侵蝕率、土壤流失率或土壤損失幅度)是土壤侵蝕強度單位，是衡量土壤侵蝕程度的一個量化指標。指表層土壤在自然營力(水力、風力、重力及凍融等)和人為活動等的綜合作用下，單位面積和單位時間內(nèi)被剝蝕并發(fā)生位移的土壤侵蝕量，其單位為 (t/km2•a)。

　?、乔治g模數(shù)預測方法：①已有資料調(diào)查法。根據(jù)各地水土保持試驗、水土保持研究站所的實測徑流、泥沙資料，經(jīng)統(tǒng)計分析和計算后作為該類型區(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，對不同土壤、植被、坡度、土地利用等情況下的侵蝕量進行試驗。③現(xiàn)場調(diào)查法。通過對坡面侵蝕溝和溝道侵蝕量的量測，建立定點定位觀測，對溝道水庫、塘壩淤積量進行實測，對已產(chǎn)生的水土流失量進行測算，計算侵蝕量。利用小水庫、塘壩、淤地壩的淤積量進行量算，經(jīng)來沙淤積折算，計算出土壤侵蝕量。④水文手冊查算法。根據(jù)各地《水文手冊》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(一次降雨總動能×最大30min雨強);K― 土壤可蝕性因子，根據(jù)土壤的機械組成、有機質(zhì)含量、土壤結(jié)構(gòu)及滲透性確定;L―坡長因子;S―坡度因子，我國黃河流域試驗資料，LS=0.067L0.2S1.3;C―植被和經(jīng)營管理因子，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】水土流失預測還包括可能造成危害的預測，如土地退化問題、下游河道泥沙增加和淤積問題、對下游防洪的影響、地下水的影響以及區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響等。根據(jù)評價中的具體需求和要求進行。

　　⑵水土流失評價：根據(jù)土壤侵蝕強度分級評價。土壤侵蝕強度以土壤侵蝕模數(shù)(t/km2?a))表示。

　?、偻寥狼治g容許量標準。土壤容許流失量是指在長時期內(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、重力侵蝕的強度分級。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強度侵蝕：5000~8000 t/(km2?a);Ⅴ極強度侵蝕：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

　?、埏L蝕強度分級。風力侵蝕的強度分級按植被覆蓋度、年風蝕厚度、侵蝕模數(shù)三項指標劃分。

　　表9-2 風蝕強度分級

　　2.水體富營養(yǎng)化主要是指人為因素引起的湖泊、水庫中氮、磷增加對其水生生態(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：富營養(yǎng)化是一個動態(tài)的復雜過程。影響因素：一般認為，水體中磷的增加是導致富營養(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)。

　?、帕饔蛭廴驹凑{(diào)查

　　一般認為春季湖水循環(huán)期間總磷濃度<10mg/m3時，基本上不會發(fā)生藻花和降低水的透明度;而總磷在20 mg/m3時，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)法和實際測定法獲得。

　?、茽I養(yǎng)物質(zhì)負荷法預測富營養(yǎng)化

　　①Vollenweider1969年提出湖泊營養(yǎng)狀況與營養(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、水力停留時間等因素的影響。將總磷負荷概化后，建立藻類葉綠素與總磷負荷之間的統(tǒng)計學回歸關(guān)系。

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

　?、墼诖嘶A(chǔ)上，提出湖泊磷滯留的估計方法。該公式適合于總磷濃度<25μg/L的湖泊，對于總磷濃度較高的湖泊不一定適合。

　?、菭I養(yǎng)狀況指數(shù)法預測富營養(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發(fā)展了一種簡單的營養(yǎng)狀況指數(shù)(TSI)，用于評價湖泊富營養(yǎng)化的方法。

　　TSI用數(shù)字表示，范圍在0~100，每增加一個間隔(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)的營養(yǎng)狀況指數(shù)值如表所示。TSI<40，為貧營養(yǎng);40~50，為中營養(yǎng);>50，為富營養(yǎng)。該方法簡便，廣泛應(yīng)用于評價湖泊營養(yǎng)狀況。但這個標準是否適合于評價我國湖泊營養(yǎng)狀況，還需要進一步研究。表9-4 Carlson營養(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)計算出來。計算式如下：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】有時用TN/TP比率評估湖泊或水庫何種營養(yǎng)鹽不足。①對藻類生長來說，TN/TP比率在20：1以上時，表現(xiàn)為磷不足;②比率<13：1時，表現(xiàn)為氮不足。絕對濃度也應(yīng)考慮。pH值和堿度對于湖泊中磷的固定和人工循環(huán)的恢復技術(shù)具有重要意義。另外，浮游植物、浮游動物、底棲動物、大型植物和魚類種類組成、密度分布、體積、生物量或相對豐度等資料，對于評價湖泊營養(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值。

　　水體富營養(yǎng)化預測還有評分法和綜合評價法等。實際應(yīng)用中根據(jù)具體條件選用。