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密云水库
所在地区： 北京密云县
建库时间： 1960年9月
面 积： 183.6平方公里
深 度： 1975年最高水位152.81米
形态描述：密云水库形似等边三角状；洪水位158.5m时，相应水面面积183.6平方千米、库容41.9亿立方米，正常蓄水位157.5米，相应水面面积l79.33平方千米、库容40.08亿立方米，汛限水位147.0米，相应水面面积137.54平方千米，库容为23.38亿立方米，死水位126.0米，水面面积46.154平方千米，库容4.37亿立方米，自建库以来—直未蓄至正常水位；水库主要由潮、白河这两条河流供给。 密云水库在密云县城北13公里处，它位于燕山群峰之中，横跨潮、白两河。水库是亚洲最大的人工湖，有“燕山明珠”之称。水库占地33.6万亩，库容43.8亿立方米，库水最深达60多米。它是北京市民用、工业用水的主要来源。库区夏季平均气温低于市区3℃，是一处避暑胜地。
密云水库建于1958年9月-1960年9月，主要建筑有挡水的白河主坝（高66米，长1100米）、潮河主坝（高56米，长960米）和5道副坝、2条输水隧洞、3个大型溢洪洞、2座发电站、1座大型调节池和1条密云至北京引水渠。水库全面积188平方公里，水面137000亩，水深40米至60米，分白河，潮河、内湖三个库区，总蓄水量为43.17亿立方米，相当于67个十三陵水库或150个昆明湖，环湖公路110公里，乘车转一圈需三个多小时。
密云水库，亚洲最大的人工湖，燕山明珠，避暑胜地。密云水库以山灵水秀，景象万千而吸引游人，成为京东著名的旅游风景区之一。当您来到水库，迎面就是巍峨的大坝。登临坝顶，顿时豁然开朗，烟波浩淼，天水茫茫的湖面，鱼船点点，一眼望不到尽头，库旁的各式建筑，隐现在青山绿水之中，恰似仙宫琼阁。围绕水库还建成了一条110公里长的环湖公路，沿环湖公路绕行，可以看到整个密云水库犹如一幅色彩斑斓的山水画卷。
密云水库坐落在潮、白河中游偏下，系拦蓄白河、潮河之水而成，库区跨越两河。有主坝两座、副坝五座。其中白河主坝在溪翁庄附近白河上，坝长960米，高66米；潮河主坝在南碱厂附近潮河上，坝长1008米，高56米。五座副坝分别在北白岩、走马庄、南石骆驼、西石骆驼、九松山等地，总长2592米。
除走马庄副坝为心墙和均质土坝外，其他大坝均为碾压式粘土斜墙坝，坝面衬砌石块。主副坝填筑土方总计为1888万立方米。水库按千年一遇洪水设计，最大水深60米，最高水位水面面积达188平方公里，最大库容43.75亿立方米。控制潮白河流域面积为15788平方公里，占该河总流域面积的88%。其他配套工程有溢洪道三处、泄洪隧道四条、调节池一处、水电站两座和京密引水渠等。
密云水库建成后，从根本上消除了潮、白河的水害，使其下游600多万亩良田免遭水灾，400万亩旱地变成水浇田，新辟河滩荒地100万亩。该水库担负着供应北京、天津及河北省部分地区工农业用水和生活用水的任务，成为首都最重要的水源。两座发电站装机容量为9.64万千瓦，年发电量1.15亿度左右。
库内年产淡水鱼300万公斤所以，密云水库具有防洪、灌溉、供水、发电、养殖、旅游等综合效益。1964年成立密云水库管理处，设潮河、白河、园林管理所及职工医院等，共有职工670人，负责水库的维护管理和调度运用。
密云水库以山灵水秀，景象万千而吸引游人，成为京东著名的旅游风景区之一。当您来到水库，迎面就是巍峨的大坝。登临坝顶，顿时豁然开朗，烟波浩森，天水茫茫的湖面，鱼船点点，一眼望不到尽头，库旁的各式建筑，隐现在青山绿水之中，恰似仙宫琼阁。水库白河大坝西北有一座海拔900多米高的山峰，名叫五座楼筑有五座烽火台，气势雄浑，屹立峰巅，水库全貌与塞外风光一览无余。前来这里旅游、垂钓、避暑、休养。均极为理想惬意。
密云水库是北京著名的鱼乡。到库区一定要尝一尝味道鲜美的“侉炖鱼”（用水库水炖的鲜鱼），还有贴饼子和其他农家菜：葫芦条炖肉、豆腐粉条炖白菜干、炒卤水豆腐等等，如果去环湖的果园内就餐，还有湖边美景伴餐，保证让你食而忘返。怀柔虹鳟鱼是京城时尚美食，烤炖皆宜，路过怀柔山区时，有很多路边农家小馆可以品尝到虹鳟鱼。
中国环境保护
“密云水库”水资源保护
“密云水库”水资源保护
前言
密云水库建于1958年9月-1960年9月，主要建筑有挡水的白河主坝（高66米，长960.2米）、潮河主坝（高56米，长1100米）和5道副坝、2条输水隧洞、3个大型溢洪洞、2座发电站、1座大型调节池和1条密云至北京引水渠。水库全面积188平方公里，水面137000亩，水深40米至60米。密云水库，分白河，潮河、内湖三个库区，总蓄水量为43.17亿立方米，相当于67个十三陵水库或150个昆明湖，它是北京市民用工业用水的主要来源环湖公路110公里，乘车转一圈需三个多小时。当您来到水库，迎面就是巍峨的大坝。登临坝顶，顿时豁然开朗，烟波浩淼，天水茫茫的湖面，鱼船点点，一望无际，库旁的各式建筑，隐现在青山绿水之中，恰似仙宫琼阁。围绕水库还建成了一条110公里长的环湖公路，沿环湖公路绕行，可以看到整个密云水库犹如一幅色彩斑斓的山水画卷。
但是，现在的密云水库面临着艰巨的困难，近几年降雨量较少，天气干旱，使得水位直线下降。现在的水位过低，所以周边已经露出了悬崖状，如果总是以这种速度下降，估计北京人的饮水问题会成为一个大问题。所以，实行节约用水，合理用水的方法是现阶段很重要的举措。我认为节约用水已经在我们心中有了地位，可是力度还是不够，想想西南地区那些可怜的人吧，天气干旱不仅仅在引用上受到影响，而且缺乏水资源就不能种植粮食，这样下去吃饭的温饱也成了一大问题。所以说干旱对我们影响是很大的，我们要坚定自己的信念，坚持执行节约用水的措施，为我们的未来铺下很好的道路。
主体
一、 直击水浪费现象
(一) 现象
1：合肥一学校宿舍楼卫生间里，记者看到该卫生间采用的仍是沟槽式冲洗池，不管有无人使用，水都“哗哗”地在池里流着。一位学生说，这里昼夜都这样。在另一学校宿舍楼卫生间里，水从水管里直往外流，记者叫来宿舍楼值班人员查看，发现是水管阀门没关紧。（合肥报业网--江淮晨报）
2：目前，省城存在大量户外洗车点，大多散落在路边及居民区。记者在大通路、巢湖路、沿河路等路段看到，这里的洗车店人员用一根水管“喷洒”式用水洗车，有的还使用生活用水进行洗刷。（新浪新闻）
3：我生活在密云多年，曾经在农村住，当时用水从来不用交水费，每个人家里都有自己家的井，水资源浪费十分严重，洗完衣服的水直接倒掉，淘完米的水也不会再次利用，所以都不怎么注意节约用水。
（二）分析原因
现在密云水库的水已经下降了许多，这不仅让很多人心里产生了畏惧，其实，每个人生活都离不开水，所以为了自己以后的幸福，我们要行动起来，为美好生活奋斗。 密云水库今年上游降水量比去年同期减少3成，本市已经启用昌平、怀柔和平谷的3大应急水源地供水应对缺水情况。今年本市降水量为326毫米，比去年同期的438毫米下降22%，其中密云水库上游降水量由去年同期的349毫米降至今年的244毫米，下降了30%；水库来水量7500万方，比去年同期的1.04亿方减少28%。官厅水库今年上游降水量比去年同期减少36%，来水量只有900万方，仅为去年的一半。针对这种特殊情况，本市启动昌平、怀柔、平谷的三大应急水源地，并从河北调水3亿方进京，以保
证市民用水充足。
（三）解决办法
1、用淘米水洗菜，之后再用清水清洗，不仅节约了水，还有效地清除了蔬菜上的
残存农药；
2、洗衣水洗拖帕之后拖地板、再冲厕所。第二道清洗衣物的洗衣水用于擦门窗及
家具、洗鞋袜等也是很好的方法；
3、自行车、家用小轿车清洁时，不用水冲，改用湿布擦，太脏的地方，也适当用
洗衣后的余水冲洗；
4、家里浇花，宜用淘米水、茶水等；
5、水龙头使用时间长有漏水现象，可用装青霉素的小药瓶的橡胶盖剪一个与原来
一样的垫圈放进去，可以保证滴水不漏；
6、洗菜：一盆一盆地洗，不要开着水龙头冲，一餐饭可节省50kg；淋浴：如果您
关掉龙头擦香皂，洗一次澡可节水60kg；
7、经常检查家里面的水龙头的设施，以免发生漏水现象，导致浪费水资源。
二、调查报告
（一）、调查问卷
关于“节约用水”的调差
1、 您的家庭住址？ （ ）
A、西北 B、西南 C、东南 D、东北 E、中部
2、 您的家乡水费一吨多少钱？
3、 您家庭每月需要交多少水费？
4、 您觉得您的家里有哪些浪费水现象？ （ ）
A、刷牙时不关水 B、沐浴洗头抹肥皂时，不关水
C、洗米洗菜用太多水 D、其他
5、 下面所给的现象中，您觉得浪费现象最为严重的是？ （ ）
A、饮用水 B、洗漱用水
C、厕所用水 D、其他
6、 您在日常生活中节水意识如何？ （ ）
A、一直很强 B、较强
C、一般 D、差
7、 您洗澡约用多少时间？ （ ）
A、二十分钟左右 B、四十分钟左右
C、一个小时左右 D、一个半小时左右及以上
8、 是否经常在公共场合看到水龙头有漏水现象？ （ ）
A、经常 B、时常 C、偶尔 D、没看见过
9、 你认为节约用水是否有必要？ （ ）
A、非常有必要 B、有必要
C、没有意见 D、没有必要
10、 关于目前西南大旱的问题，你是否意识到节约用水的紧迫性？ （ ）
A、是 B、否
11、 对于节约用水和更好的利用水资源，你有什么更好的意见呢？
（二）调查方法：调查问卷
（三）调查实施
在良乡地区开展分发调查问卷的活动，计划发放100份问卷，实际收回98份。
（四）调查数据分析
从收回来的全部问卷中，我看出浪费水现象还是蛮多的，大部分人认为家庭中洗
漱用水浪费的比较多，比如洗澡，有的人一天洗好多次，而且任由水流走，这些浪费的比较多，有的时候洗菜，刷碗之后清澈的水也可以二次利用的。
统计之后发现，只有18.7%的人对节水有很强的概念，大约77.3%的人对节水意
识一般，其余的那些就是节水意识很差的人了，我觉得在现在这个缺水的情况下，人人都应该有节水意识，不管是强还是弱，只要有就能贡献自己的力量。北京人几乎饮用的都是密云水库的水，所以即使有再多的水也会有干涸的一天，再者说现在人口还在增长，如果不节约些，如何让人们享受好的生活。
（五）讨论
据调查淡水资源危机地球表面虽然2/3被水覆盖，但是97％为无法饮用的海水，
只有不到3％是淡水，其中又有2％封存于极地冰川之中。在仅有的1％淡水中，25％为工业用水，70％为农业用水，只有很少的一部分可供饮用和其它生活用途。然而，在这样一个缺水的世界里，水却被大量滥用、浪费和污染。加之，区域分布不均匀，致使世界上缺水现象十分普遍，全球淡水危机日趋严重。目前世界上100多个国家和地区缺水，其中28个国家被列为严重缺水的国家和地区。预测再过20～30年，严重缺水的国家和地区将达46～52个，缺水人口将达28～33亿人。我国广大的北方和沿海地区水资源严重不足，据统计我国北方缺水区总面积达58万平方公里。
看了这些数据，我觉得我们每个人心中都有一杆秤了，我们应该意识到节水的重
要性了。所以从现在开始，我们要严格要求自己，在节约用水上做出自己的贡献，为使这个美丽的、神秘的地球永存，我们一定坚守住稀有的水资源。
三、结论
水已经成为中国21世纪的热点问题、水是人类的保贵资源，水有其自然属性，
它既是一种特殊的，不可替换的资源，又是一种可重复使用，可再生的资源，水又有其经济和社会属性，不仅工业农业的发展要靠水，水更是城市发展，人民生活的生命线。
在地球上，哪里有水，哪里就有生命。一切生命活动都是起源于水的。人体内的水分，大约占到体重的65%。其中，脑髓含水75%，血液含水83%，肌肉含水76%，连坚硬的骨胳里也含水22%。没有水，食物中的养料不能被吸收，废物不能排出体外，药物不能到达起作用的部位。人体一旦缺水，后果是很严重的。缺水15%，往往甚于饥饿。没有食物，人可以活较长时间（有人估计为两个月），如果连水也没有，顶多能活一周左右。然而，随着地球上人口的激增，生产迅速发展，水已经变得比以往任何时候都要珍贵。一些河流和湖泊的枯竭，地下水的耗尽和湿地的消失，不仅给人类生存带来严重威胁，而且许多生物也正随着人类生产和生活造成的河流改道、湿地干化和生态环境恶化而灭绝。
水资源是十分珍贵的，我们要在小事中慢慢积累节约用水的习惯，不浪费不必要浪费的水资源，并且还要时刻提醒身边的人要注意节约用水，把水资源利用率提高到最高，这样我们以后的生活才会有保证，我们生存的世界才不会出现大灾难。水浪费是全球都在关注的问题，世界上人口那么多，有再多的水也总会有用尽的那一天的，所以不要缺乏危机感，我们的责任很重要。
总之，节约用水工作任重道运，只有将节约机制引入水资源保护开发和合理利用
中来，充分利用价格杠杆抑制和杜绝浪费，人人从我做起，从现在做起，逐步步入节水的轨道，形成良性循环，就能使节水事业的发展取得决定性的成果。让我们积极行动起来，加入到节约水资源的队伍中，从现在做起，从自己做起，从身边小事做起，以实际行动为创建节约型社会尽自己的一份责任！
四、参考文献
（一）浪费水资源案例——新浪新闻网
（二）浪费水资源案例——合肥晨报
（三）密云水库的合理利用——《北京水利》1996年13期
（四）密云水库周边土地利用变化——中国林业科学研究院
（五）密云水库流域水安全——《北京水务》2012年第01期
历史上密云水库的蓄水情况
昨天小编提到密云水库蓄水量接近15亿立方米，为近15年来最高值。
今天，深入说说历史上密云水库的蓄水情况。
密云水库位于北京市密云县境内， 于1958 年开工兴建， 于1960 年建成使用。密云水库总库容43.75 亿立方米，是华北地区最大的水库。水库由潮白河上游两大支流潮河、白河汇流而成， 控制流域面积15 788平方公里。
密云水库自1960 年建成投入运行， 便肩负起供水的重任。20 世纪六、七十年代， 水库分别向北京、天津和河北省中部3 个地区供水， 年平均供水10 亿立方米， 其中以农业供水量最大。20 世纪80 年代初， 随着社会、经济发展， 北京市用水量加大， 供水压力不断增加， 而密云水库入库水量却逐年减少，水库陆续停止了向天津市和河北省供水， 只供应北京市用水。
六、七十年代， 密云水库年平均来水量达13亿立方米， 八、九十年代减少至8 亿立方米， 到2000 年以后， 年平均来水量减少到不足4 亿立方米。20 世纪90 年代末期和21世纪初期， 由于来水量锐减， 加之持续供水， 导致密云水库蓄水量逐年减少。
密云水库逐年蓄水量
主要参考《密云水库蓄水现状及成因分析》（《北京水务》2013年第2期）。
建设项目环境影响报告表
（试行）
项目名称： 建设单位（盖章）: 密云县生态环境建设领导小组办公室
编制日期 2015年3月14日
国家环境保护总局制
第24卷第2期 地 理 科 学 Vol.24 No.22004年04月SCIENTIAGEOGRAPHICASINICAApr.,2004
北京密云水库小流域非点源污染负荷估算
王晓燕1,王晓峰1,汪清平1,王振刚1,蔡新广2
(1.首都师范大学资源环境与旅游学院,北京100037;2.北京市密云县水土保持工作站,北京101500)摘要:根据不同类型的非点源污染发生区,选择若干径流小区,进行降雨、径流量、径流水质同步监测,分析不同土地利用类型小区地表径流和泥沙中氮、磷的流失情况。根据地貌特征和土地利用情况,利用通用土壤流失方程和SCS法分别计算不同土地利用类型区土壤侵蚀量和径流量,分析氮、磷的流失特点。结果表明:坡耕地和荒草坡单位面积土壤流失量比较严重;村庄中溶解态氮的流失量最多;村庄和坡耕地是氮、磷流失的重点区域。关 键 词:密云水库;小流域;非点源污染负荷;土地利用
中图分类号:X144 文献标识码:A 文章编号:1000-0690(2004)02-0227-05
随着人类经济活动的不断加剧,水环境污染已成为全球性问题。非点源污染的严重性随着点源污染控制能力的提高而逐渐表现出来,特别是当点源污染控制水平达到一定程度后,非点源污染必将成为水环境污染的主要原因。我国已有63.3%的湖泊水体达到富营养化,其中50%以上的磷、氮负荷来自农业非点源。北京密云水库、天津于桥水库、安徽巢湖、云南洱海、上海淀山湖等水域,非点源污染比例超过点源污染,已成为威胁地表水的主要污染源
[1~4]
1 地表径流量的计算
美国水土保持局(SoilConservationService,简称SCS)提出的SCS径流曲线法,由于考虑了下垫面(土壤、植被和人类活动)性质对产流的影响,被
[7]
广泛用于非点源污染的研究。当P 0.2S时,
Q=(P-0.2S)/(P+0.8S)
S=25400/CN-254
2
(1)(2)
。
式中:Q为径流深(mm);P为降雨量(mm);S为吸水参数(mm),为降雨和径流间的最大差值;CN为径流曲线参数,代表地表产生径流的能力,与植被覆盖、水文土壤组和土壤前期含水量等因素有关,它的取值范围由1到100不等。以每一次降雨前5天降雨量为依据把前期土壤湿润程度分成干、平均和湿(AMCI、AMCII和AMCIII)3级,其中平均土壤含水条件(AMCII)对应的径流曲线数(CNII)可以在美国水土保持局提供的有关表中直接查到,则对应的CNI和CNIII值分别为:
CNI=CNII/(2.234-0.01334CNII)
CNIII=CNII/(0.4036+0.0059CNII)
[7]
密云水库是北京市唯一的地表饮水水源,流域点源污染较少,非点源是影响水库水质的主要污染源,其中水土流失、农田施用的化肥、农药流失以及畜禽养殖是主要的污染形式征
[6]
[5]
。目前库区水体的
营养程度为中营养型,并出现向富营养型发展的特【北京密云水库加工小鱼】
。
研究区石匣小流域地处北京市北部山区密云水库的东北方向,总面积33km2,位于潮河下游、水库边缘的丘陵地带。本文根据流域的地理条件和土地利用状况分成农田、林地、果园、荒草坡、村庄等几种不同的类型,选择若干径流小区进行监测。利用SCS径流曲线法和通用土壤流失方程USLE,分别估算随地表径流输出的溶解态氮、磷和由泥沙携带的吸附态氮、磷,分析不同形态的氮、磷在不同土地利用类型下的流失特点,为控制氮、磷流失提供科学依据。
(3)(4)
由于SCS对数据要求低,无降雨过程资料时,用SCS径流曲线数进行径流计算,可满足一般精度
[8]
要求。石匣小流域土壤为砂性的淋溶褐土,按照美国水土保持局的土壤水文组分类为B类流域为旱作农业区,一般实行等高种植。
[7]
。该
收稿日期:2003-4-20;修订日期:2003-9-10基金项目:北京市科技新星计划(953810300)、教育部高等学校骨干教师计划(518)资助。
作者简介:王晓燕(1967-),女,甘肃宁县人,博士,副教授,主要研究方向为水环境污染控制和管理。E-mail:cnuwxy@sohu.com
地 理 科 学 24卷228
水浇地占耕地面积的40%,实行小麦、玉米间作。根据所在流域的土地利用方式、水土保护措施、水文条件以及土壤类别可以查出CNII值,进而进行土壤湿度修正计算出CNI或CNIII的值,由公式(2)计算不同土地利用类型的吸水参数S值。当每次降雨产流之后,降雨量P可由自动雨量计监测获得,由公式(1)计算次径流深。年径流深Q乘以流域面积即为总径流量QT,结果见表1。
表1 不同土地利用类型的年径流深Q(mm)
和径流量QT(10m)
Table1 RunoffvolumeQandrunoffamountQTofdifferentlandusetype( 104m3)
土地利用类型旱地水浇地果园林地荒草坡村庄合计
1994年QQT
398.530.19.843940.25.17.4710.81.0768.38.5
75.6
2000年Q1.51.21.5004.8【北京密云水库加工小鱼】
0.330.41.56000.62.89
QT
4
3
保持试验站8250个休闲小区的降雨侵蚀实测资料,得出E的计算方法
E=
[11]
:
I30/100
(6)(7)【北京密云水库加工小鱼】
∀Ei
2
Ei=210+89lgIi ri
式中:∀E为降雨的总动能,E为降雨侵蚀因子[(100MJ!mm)/(hm!h)];Ei为一次降雨过程中第i时段降雨量产生的动能[(MJ!mm)/hm2];I30为一次降雨中连续30分钟最大降雨强度(mm/h);Ii为一次降雨过程中第i时段的降雨强度(mm/h);ri为第i时段的降雨量(mm)。
全年E值为每次降雨的Ei I30值的加和。此法既考虑了年降水总量,又考虑了降水的年内分布,数据也容易获取,具有较好的应用价值
[12~14]
。
本文利用小流域气象站的自动雨量器所记录的多年降雨资料进行统计,根据降雨量按月分布情况计算出Ei,同时可求出全年平均降雨侵蚀参数为246.75。由于小流域面积不大,该降雨资料基本上能反映流域的降雨情况。从降雨侵蚀因子的年内分布可以看出,石匣小流域的降雨侵蚀因子的年内分布极不均匀,主要分布在7、8月,这两个月的E值约占全年E值的95%(见图1),说明降雨冲刷基本上都发生在这两个月。1999年和2000年与往年相比,降雨强度较低,降雨量减少(分别为420.5mm和467mm),大约是多年平均降雨量的75%左右,相应的次降雨的E值也明显偏低。
从表中可以看出,果园产生的径流量最大,其次是旱地、水浇地和村庄,林地和荒草坡产生的径流量最小。利用SCS径流曲线计算出的径流量与通过坡面观测数据计算出的径流量相比,2000年的数据偏低(2000年汛期的总径流量为3.93 104m3),这是由于2000年降雨量只有多年平均的70%左右,雨强小于正常年份的50%;CN参数是一个经验值,对坡度的影响考虑也明显不足。另外,小流域土地利用变化较大,如1999年果园面积比1992年增加3倍多,而耕地减少一半,荒草坡面积也减少为原来的1/3。这些因素都影响了不同土地利用类型年径流量的变化。
2 土壤侵蚀量计算
泥沙本身不仅是一种重要的非点源污染物,而且它还能吸附或携带许多其它污染物。通用土壤流失方程(USLE)及其修订方程是目前预测土壤侵蚀最广泛使用的方法之一。
X=1.29E!K!LS!P!C
[9,10]
图1 石匣小流域降雨侵蚀因子年内分布图
Fig.1 MonthlyrainfallerosivityfactorE
inShixiasmallwatershed
(5)2.2 土壤可蚀性因子K
K表示土壤被冲蚀的难易程度,是影响土壤流失量的内在因素。Williams等人在EPIC(Erosion-ProductivityImpactCaculator)模型中,定义K值的计算公式为
[15]
式中:X为年平均土壤侵蚀量(t/hm2);E为降雨侵蚀因子;K为土壤可蚀性因子;LS为地形因子;P为水土保护措施参数;C为地表植被覆盖因子。2.1 降雨侵蚀因子E
:
+.Sa
2期 王晓燕等:北京密云水库小流域非点源污染负荷估算 229
[Si/(Cl+Si)]0.3}{1.0-0.25C/[C+exp(3.72-2.95C)]}{1.0-0.7Sn/[Sn+exp(-5.51+22.9Sn)]}
(8)
式中:Sa-砂粒含量(%);Si-粉砂含量(%);Cl-粘粒含量(%);C-有机碳含量(%);Sn=(1-Sa)/100。
在降雨前后按照土地利用类型从小流域中抽取48个土壤样本,分析土壤的有机质含量和土壤的机械组成,这两种指标符合正态分布曲线,且小流域的土壤都是淋溶褐土,所以可取其平均值。结果为:有机质1.91%,砂粒47.4%,粉砂粒(0.05~0.01mm)20.9%,粘粒(<0.001mm)17.6%。根据石匣小流域的土壤种类和机械组成,可以判断土壤的质地为砂质壤土;参考土壤有机质含量,对照USLE中K值表,可知K值为0.24。
2.3 地形因子LS
小范围内坡长L和坡度S合成为地形因子LS,它代表地形条件变化产生侵蚀的主要水力因素,也是一个无量纲的数值。USLE配套的LS计算公式为
[16]
征和水土保持措施,查USLE中P值表
[17]
,可知农
田的P值。至于非农田类土地,其影响因素已经反映在LS因子之中,可以把P值看作1(见表2)。2.5 地表覆盖因子C
C是地面植被覆盖状况对土壤侵蚀影响的因素无量纲,取值范围在0到1之间。在地表完全没有植被保护的情况下,C值定为1;地面完全被植被覆盖,则C值可取为0。农作物在不同生长阶段C有所不同。在整个生长期内,某作物的C值为某个时期内土壤流失率与作物在某个生长期内的降雨侵蚀力E值占全年E值的百分数的乘积。
我们根据密云水库流域农作物的生长发育状况,可将农作物的生育期划分为以下4个时期:苗期:从播种到播种后45天左右;生长期:在苗期后的40天左右;成熟期:在生长期后到收割为止;残茬期:收获以后。对于水浇地,普遍实行一年二熟的冬小麦春玉米套种,小麦一般在10月上旬播种,六月中旬收获,在小麦生长季节降雨侵蚀因子约占全年的4%,玉米在5月1日左右播种,9月下旬收获,在玉米的整个生长季节降雨侵蚀因子约占全年的96%,所以大部分水浇地的C=0.25;对于坡耕地,因无法灌溉,多种植一年一熟的秋粮作物,每年70%的旱地种植玉米,15%的旱地种植豆类作物,15%的旱地种植高梁、谷子、花生等旱地作物,每年在这些旱地作物之间进行轮作种植,因此旱地的C值采用各作物占地百分比乘各作物C值求和得到,C=0.223。根据小流域的植被类型,查USLE中C值
[17]
:
LS=(0.045L)a(65.41sin2 +4.56sin +0.065)(9)
式中:L为坡长,指由开始发生径流的一点到坡度下降至泥沙开始沉淀或径流进入水道这一点的长度; 为坡面的角度,当坡降(sin )大于5%时,a=0.5;坡降为4.5%~3.5%时,a=0.4;当坡降为3%~1%时,a=0.3;坡降小于1%时,a=0.2。
按土地利用分类,以面积作为权重来计算每一种土地的平均LS(见表2)。
表2 不同土地利用类型的因子值及
多年平均土壤流失量
Table2 Annualsoilerosionamountandfactors
fromdifferentlandusetypes
土地利R
用类型
旱 地246.75水浇地246.75果 园246.75林 地246.75荒草坡246.75
K0.240.240.240.240.24
C
LS
P0.60.60.811
单位流失总流失量(t/km2)量(t)52.81153119.8154.130.9
64881546659513054
,小流域各种土地利用类型的C值见表2。
2.6 土壤流失量
综合石匣小流域不同土地利用类型的降雨、土壤、地形、植被、耕作方式和水土保持措施的值,利用通用土壤流失方程,即可计算出小流域多年平均土壤流失量(见表2)。
从单位面积土壤流失量来看,本地区土壤流失比较严重的土地类型是坡耕地和植被覆盖率较低的荒草坡,其次是水浇地、果园,村庄和林地的泥沙流失量最小。采用石匣小流域的实测资料来验证USLE方程,误差范围在-18.3%~+24%之间,总量误差为-13.2%,取得较为理想的结果
[18]
0.2235.170.25
1.73
0.0212.260.00317.710.0313.5
。
2.4 水土保护措施参数P
P因子反映了水土保持措施对于坡地土壤流3 氮、磷流失
我们对流域内不同土地利用类型中径流污染,,
地 理 科 学 24卷230
同的坡度、坡向、水保措施,得出不同土地利用类型平均溶解态氮、磷浓度和吸附态氮、磷浓度。不同土地利用类型小区氮、磷的浓度分布多呈正态分布类型
[19]
从吸附态氮、磷的流失比例关系来看,果园、农田流失的吸附态氮最多,其次为林地、荒草坡,村庄最少。这主要因为果园和农田径流的含沙量较高,村庄径流的含沙量较少,相应地,氮、磷的流失量也
有所不同。
可以看出,石匣小流域输入到水体中的氮、磷营养物以吸附态为主,特别是磷,泥沙携带占绝对优势,因此石匣小流域非点源污染物流失的主要途径是土壤侵蚀。因此,要防止密云水库的水体富营养化,应重点控制水库上游流域的土壤侵蚀和水土流失,减轻水库吸附态氮、磷的负荷量。
,因此可计算出氮、磷浓度平均值(见表3)。
Table3 Averageconcentrationofnutrientsinrunoff
表3 不同土地利用类型径流中氮、磷的平均浓度
土地利用类型农田果园林地
荒草坡村庄
溶解态总氮(mg/L)3.8283.9913.3783.75127.496
溶解态总磷(mg/L)0.3950.2790.0480.1010.312
吸附态总氮(mg/kg)2579338054054088881
吸附态总磷(mg/kg)
373368392326383
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溶解态氮、磷是指通过径流携带的总氮和总磷,其负荷为径流中含量与径流量的乘积。吸附态氮、磷的负荷为泥沙中氮、磷的浓度与土壤实际流失量的乘积(见表4)。
表4 不同土地利用类型之间氮、磷的分配关系 (%)
Table4 Percentageofnutrientsloadfrom
differentlandusetypes(%)
土地利用类型
溶解态
1994年氮
磷43.7441.40.4
2000年氮4.822.200
磷31.747.90020.5
氮32.236.122.38.70.7
吸附态1994年
磷41.735.513.96.22.6
2000年氮32.536.122.78.70.3
磷42.936.314.96.40.1
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on.J农 田20.3果 园30.2林 地4.7荒草坡0.7村 庄44
10.473
小流域每年氮、磷输出量的差别很大,不同土地利用类型间溶解态氮、磷输出比例变化很大。1994年溶解态磷流失量是2000年的30倍,这主要与降雨量和径流量的变化有关。村庄中溶解态氮的流失量最多,其次为果园和农田,荒草坡和林地最少。无论是正常年份还是少水年,村庄溶解态氮在总氮流失中占绝对优势,特别是在少水年,由于降雨量和雨强的减弱,一般林地、灌丛极难产生径流,而在村庄比较容易形成径流,径流含沙量低,使村庄中溶解态氮流失的比重上升。
果园、农田溶解态磷流失最多,其次为村庄,灌草丛和林地最少。这主要因为果园的径流量较大,浓度较高,相应地果园径流携带的总磷也相对较高。随着降雨量和径流量的减少,村庄中溶解态磷流失的比重上升,农田中溶解态磷流失的比重逐渐
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LossofNon pointSourcePollutantsfromShixiaSmall
Watershed,MiyunReservoir,Beijing
WANGXiao Yan,WANGXiao Feng,WANGQing Ping,WangZhen Gang,CAIXin Guang
(1.CollegeofResource,EnvironmentandTourism,CapitalNormalUniversity,Beijing100037;
2.SoilConservationStationofMiyunCounty,Beijing101500)
1
1
1
1
2
Abstract:Nitrogenandphosphorus,comingmainlyfromnon pointsources(NPS),aremajornutrientstocauseeu
trophicationtodegradewaterqualityofMiyunReservoir,andtheonlysourceofsurfacedrinkingwaterinBeijing,Chi na.Basedonthelanduseandgeographicalcondition,theresearchareaisclassifiedintodifferenttypesofnon pointsourceareasasfollows:agriculturalland,forestland,orchard,garigueandvillage.Severalrunoffunitsofvariouslanduseareasareselectedtomonitorrainfall,runoffandwaterqualitysynchronouslyfornutrientlossfromrunoffandsedi mentatvariouslanduseareas.Onthebasisofgeomorphicandlanduse,thissmallwatershedisdividedintoseveralplots.UsingUSLEequationandSCSrunoffcurve,soilerosionmountandrunoffofeachplotarecalculated.Consider ingtheactualconcentrationofnutrient,loadingofnutrientofsurfacerunoffandsedimentareestimated.TheresultsshowthatTP,TNconcentrationsofdiffusesamplesfromvillagesandlivestockunitsarenearly10timesofthatinotherlanduseareas.Highnutrientloadsareassociatedwithvillagelanduse,whichhasimproperlivestockbreeding.Theseareasshouldbetreatedascriticalareasofnon pointsourcepollution.Differentlanduseinfluencesintensivelythelossofpollutants,especiallyslopetillinginagriculturalland.Theamountofnutrientlossfromperagriculturallandandor chardisthehighest,thenisthatfromgarigue.Nutrientisenrichedinsediment.Phosphorusismigratedwithsedi ment,whilethedissolubleforminrunoffisverylittle.Beingcarrieroflossnutrients,thefineparticlesarethoughttobethecontrollingfocus.
Keywords:MiyunReservoir;smallwatershed;non pointsourcepollutionload;landuse