毕业设计(论文)外文翻译
三嗪通量与流域地形玉米地之间的距离和排水管网之间的
关系
F. Colina, C. Puecha, G. de Marsilyb
aUMR
“Spatiaux结构系统公司”,Cemagref- ENGREF500,
布雷顿街樱34093,蒙彼利埃Cedex05,法国
结构系统公司”,
bUMR“Fonctionement des Syste`mes Hydriques Continentaux
Universite P. et M. Curie 4,加希耶75252,巴黎Cedex05,法国 1999年10月5日收稿,2000年4月27日修订,2000年6月19日定稿
摘要:本文提出了一种方法,标识地表水的污染养殖小区来定义最有农药污染危险的区域。我们曾研究过小的农业流域(0.2-7.5平方公里),因为它可以代表农业土地机制的适当水平。
该研究领域,Sousson流域(120平方公里,热尔,法国),具有“鲱骨”的结构:50个独立的支流供应主要流失。农药销售表明,阿特拉津是最常用的化合物,虽然它只是用于治疗玉米地块,其适用率是不变的。在两个冬季暴风雪测量演习中,三嗪流量值约为30个独立小流域排出的。
在地理信息系统的帮助下,定义了有贡献的地区,全球渠道网络不同的地带。根据玉米区地块之间距离和子流域出口的三嗪通量之间的相关性用非参数和线性相关系数进行了研究。最后,最相关的贡献区,与最好的相关性有关。
以一个斜坡标准类型的集水区为基础,我们得出结论,在陡峭的斜坡流域,最好的区域的款式是一个50米左右的通道管网。在平坦区,特别是农业排水网络发达的地区:从1/25.000标度地形图提取的渠道网络自然流失扩大,必须考虑流域总面积。 2000年ElsevierBV科学公司保留所有权利。
关键词:农药流域; 地理信息系统的人造网络
测试的假设是:渠道管网中距离农药处理的区域越远的,对其的污染影响越低。
1.简介
西部农业中使用的农药追溯到19世纪中(Fournier,1988年)。自那时以来,
由于其集中利用,为满足农产品的需求,产量增加。然而,它们的使用造成的污染威胁着饮用水源和生态系统的完整性。因此,需要大幅度减少污染。补救方法导致土地管理方式的变化。在农业非点源农药污染问题,必须达到从外地集水区,对水源地的控制水平。
在这两个空间之间,不同层次的组织都可以找到。土地,领域,盆地和主要集水区组,可以被看作一起嵌套系统(Burel等,1992)。对于每一个规模水平,
水运动管理措施和可溶性污染物的传输主要过程是不同的,因为变动的表征系统(Lebel,1990):在当地大孔隙流,在坡面尺度优先的流径,流量在该区域重新分摊在不同流域上,地质概况影响流域的规模(Blosch和Sivapalan,1995)。
在外地一级,实验方法可以用来测试每个变量的相对重量(Scheunert,1996; Bengtson等,1990。)。最主要影响因素,相关的农业试验已经确定,许多农业管理指标已制定(Bockstaller等,1997)。
不过,这种方法不能应用在集水区由于以下几个原因:需要同时测量污染和环境因素,多种测量的困难性,分析的复杂性。多变的观测资料具有时间和空间组成部分。有雨诱导农药淋溶,因而造成临时在水中农药浓度高,农药传播的日期越近,测量该领域的农药浓度越大(Seux等,1984。Reme,1992; Laroche及Gallichand, 1995年)。地理信息系统(GIS)的广泛使用已经使我们能够分析农业区空间特征对污染的影响(Battaglin和Goolsby,1996年)。但到目前为止,这些实验的结果只能用于的风险概算(Tim和Jolly,1994)。
为了取得进展,以减少农药的污染,这将是我们值得提高对空间结构和组织如何影响测量污染物评估的水平。本文介绍了一项研究,涉及一个组织的空间转移的影响特别是对农药方面的影响:农田和渠道网络之间距离的影响。耕地和河流之间的距离越长,越大的保留退化过程(Leonard,1990年;Belamie等,1997年)。因此,人们可能想象的更大的距离,降低污染的程度。然而,很少有研究给予了数值的临界距离在哪个领域,不影响河流污染。通常,当与风险区定义时,专家们建立一个任意距离(Bouchardy,1992)。我们的主要目标是通过空间分析,以确定从水文网络的临界距离。从农药的最危险的地区,包括其中的污染贡献最大的区域,然后确定。
该研究区域,Sousson流域(热尔,法国)具有一定的物理特性,它允许独立水文站划分的子区域采样,为这里的农业生产区定义。其特殊的形态使对生产区的研究成为可能。该方法涉及污染测量和集水区的空间特征的统计比较。为建立该地区的边界,生产区出口测得的污染通量与土地覆盖相比,估计各地渠道网络的可变宽度。结果从实践的观点讨论得出。
2.研究区域和收集数据
2.1 研究领域说明
这项研究领域是Sousson集水区西南部的法国(热尔)。该河是热尔省的河流一条支流。集水面积为120平方公里。 32公里长的水道测量网络中有一个“人字形”的格局:53子流域具有相当均匀表面地区从0.2到7.5平方公里服务中央排水(图1)。
这宽阔坡度平缓有大量耕地左岸,不同于右岸,右岸狭窄,陡峭,主要是森林和草场。
Sousson流域完全是农业。没有工业或超过200居民定居的地区。这里的两个主要农作物是玉米种植及冬小麦(17%和15%的集水面积)。玉米区域通常在
左岸,在中上游集水区,并沿主要河流。
有两种类型的土壤:石灰性土壤,这是相当透水,和一个非石灰性土壤当地称为'boulbenes'带顶limoneous层和较低的粉质层。为了避免停滞上层的水造成的粉质层不透水,土壤等领域boulbene人为的耗干。玉米的种植偏好这种类型的土壤。
在这个区域没有发现明显的含水层,而底层是相当防渗(粘土)。
图1.Sousson流域位置图,热尔省地区,法国
2.2 收集的数据 2.2.1 空间数据
一个地理信息系统开发的地区,其中包含以下信息层:
?在水文网络和流域从1/25.000规模地形图,数字化地图的边界; ?一个网格数字高程模型(DEM)的区斜坡产生提供landsurface数字高程模型分辨率达75米;
?从比例1/15.000航空照片上数字化耕地的界限;
?1995年和1996年的土地覆盖在研究区域被详细的界定。 1997年,土地覆盖通过遥感界定。农业知识提高了分类A点(卫星倒入地球观测1)形象。因此,Sousson流域整个玉米地被确定为1995年1996年和1997年(图2)。
地理信息系统的功能是确定土地能够覆盖每一个集水区由相交的两个信息层“土地覆盖”和“集水边界”,或定义一个宽度不断的水文网络,这是所谓的
缓冲地带区。
为了评估农药施用量,收集当地农药销售数字。阿特拉津,甲草胺和草甘膦是最常用的化合物,阿特拉津作为最经常使用的产品远远超过其他三嗪(差一点不到10倍西玛津销售)。在这个地区,阿特拉津是唯一用于玉米种植。阿特拉津施用量(质量出售/玉米面积)各个市之间并没有变化。
为了简化调查,我们选择研究五月玉米地块阿特拉津的蔓延。我们假设所有的玉米地块阿特拉津的施用量是均匀的。 2.2.2 水污染数据
两个系列以冬季期间作为测量期间:1997年12月3日和4日,对23个子流域进行采样,1998年3月17日至19日对26子流域进行采样。因此,7个或10个月前阿特拉津进行了治疗,玉米收获1和4个月后,进行了测量。
图2.海道测量网络(地形1/25.000 MAP)和subcatchments,包裹限制和土地覆盖(玉米地
块的例子)。
为了获得稳定的水文条件,所选择的测量日期恰逢流量下降,如图3所示。
对同一操作者收集的样品和质量来衡量,以河水流量限制的测量误差。
图3.在Sousson流域出口水流量的周期采样:(a)1997年12月;(b)1998年3月
三嗪的浓度衡量ELISA法测定水试验(Transia Plate PE 0737)。这测量技术准确性低于经典色谱技术,但它能更快分析大量的样本(Rauzy和Danjou,1992年; Lentza-Rios,1996年)。由于阿特拉津在这个三嗪区域是最广泛的商业化产品,我们会考虑观察阿特拉津浓度的代表三嗪的浓度。
1997年12月数据和1998年3月数据组合在一起,以组成一个足够大的样本进行统计分析(图4)。该瞬时三嗪流量是三嗪的浓度乘以排放量。如表1所示,水流量1997年12月年是1998年3月的两倍,但相应的三嗪通量具有可比性。
表1
水量,三嗪浓度和三嗪流量测量值