关键词：
非正式聚落
非点源污染
排放量估算
空间分布
坦桑尼亚姆万扎市
摘要：
随着人们对点源污染的有效控制,非点源污染逐渐成为导致城市水质退化的主要原因,并严重制约城市可持续发展。非洲地区城市工业化和城市化快速发展进程与落后的基础设施不匹配,城市非点源污染问题严重,逐渐成为制约该地区可持续发展的严峻挑战之一,但关于城市非点源污染及其空间分布的相关研究仍十分匮乏。因此,开展非洲城市非点源污染的空间分布研究,对于了解非洲城市污染状况,加强城市污染控制及可持续发展具有重要意义。本研究以坦桑尼亚姆万扎市为研究案例,结合非洲城市开发历史与现状特征,基于多源数据开展城市用地分类和用地功能分区;运用输出系数法、源强系数法和多因子评价体系,进行姆万扎市非点源污染氮、磷排放量测算、空间分布和风险评估研究,进而提出分级管控措施。研究主要结果如下:(1)姆万扎市用地功能分区2020年姆万扎市土地利用结构复杂,城市内部各种用地类型交织分布,形成复杂的用地结构类型。其中正式居住区6.61 km,占城市总面积的1.55%;公共服务与设施用地5 km,占城市总面积的1.17%;工业用地为16.57 km,占城市总面积的3.9%;商业用地面积为0.75 km,占城市总面积的0.18%;林地面积为22 km,占城市总面积的5.2%;草地面积为50.17 km,占城市总面积的11.8%;农业用地面积为191.77 km,占城市总面积的45.1%;水体面积为2.97 km,占城市总面积的0.7%;非正式聚落面积为56.91km,占城市总面积的13.4%。总体来看,当前姆万扎市由于土地制度和城市规划等问题,城市建设用地围绕城市核心区以非正式聚落形式蔓延,导致其基础设施与城市建设用地不匹配问题日益严重。(2)姆万扎市非点源污染排放量2020年姆万扎市非点源污染排放总氮(TN)、总磷(TP)分别为446.08 t和73.57t。从污染源来看,不同污染源的TN和TP贡献率一致,依次为:人口生活>地表径流>工业污染。从土地利用方面来看,不同土地利用TN的贡献率由大到小依次为非正式聚落、农业用地、工业用地、草地、建成区(不含工业用地)和林地;不同土地利用的TP贡献率由大到小依次为非正式聚落、工业用地、农业用地、草地、城市建成区(不含工业用地)及林地。因此,非正式聚落是姆万扎市氮磷排放量的最主要来源,表明非洲发展中国家城市化发展过程中,非点源污染氮磷的排放量主要与人口数量有关。(3)姆万扎市非点源污染空间分布特征姆万扎市TN的单位排放强度范围在0-14.9 t·km之间;TP的单位排放强度在0-2.4 t·km之间。TN、TP的单位排放强度的空间分布较为一致,总体上呈现出由市中区向四周递减的态势。其中位于城市中心的第15号子流域的氮、磷排放强度最高,分别达到6.72 t·km、1.08 t·km,属于城市非点源污染的关键源区。城市非点源污染的高值区主要位于沿湖的姆万扎港附近,而城市东北部、城市南部由于分布着大量的农业用地和草地,不发达的农业生产方式使得这些区域成为单位面积氮磷排放的低值区。(4)姆万扎市非点源污染风险评价姆万扎城市非点源污染风险空间分布符合欠发达城市非点源输出特征。非点源污染风险评价值范围在0.006-0.878,平均风险范围为0.114,空间特征表现为城市中心区高,四周低,整体趋势与总氮、总磷排放强度因子分布相似。其中城市核心区非正式聚落肆意蔓延,人口稠密,因而成为非点源污染的高值区,约占城市总面积的16.7%。城市整体以低风险区为主,主要呈条带状分布于城市东部,包括第5、6、7、11、20、19、24等子流域,约占城市总面积的50.3%。
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