基于SWAT模型的青衣江流域氮磷污染研究

发布时间：2020-06-11 12:47

【摘要】：水体污染是全世界环境十大问题之一。近年来,全球各大流域的水体污染现象日渐加剧,致使水质安全风险加剧,影响人体健康。流域是水环境氮、磷污染研究的最佳自然划分单元。水土评价工具模型(Soil and Water Assessment Tool,SWAT)能够很好的模拟流域径流、泥沙以及氮、磷等营养物质和化学物质等的循环过程。青衣江流域(Qingyi River Watershed,QRW)是成都天府新区及长江经济带城市群的重要水源地,自然生态水文系统十分脆弱、敏感,其水质安全事关国家区域社会经济生态环境可持续发展。本文基于SWAT模型辨识了QRW氮磷污染的影响因素、产生条件及形成机制;探讨氮磷污染及其不同形态污染物质的时空分布特征及转化规律;分析由降水、气温及土地利用方式等复杂变化因子构成的不同情景模式下氮磷污染的演进特性及变化规律;研究不同调控措施对氮磷污染的管控能力。结论如下:1、建立了适用于QRW的SWAT模型数据库,并实现流域离散化,最终将研究区划分为了29个子流域,1384个水文响应单元(Hydrological Response Units,HRUs)。2、利用多个水文站多年逐月的径流、泥沙和水质监测数据对其进行率定验证,径流、泥沙和水质的相关性系数(R~2)均大于0.6,纳什效率有效系数(Nash-Sutcliffe Efficiency Coefficient,NSE)均大于0.5,证明模拟结果可信度较强。3、利用率定验证好的模型模拟1985-2014年的氮磷污染负荷产生、变化和空间分布情况。结果表明:QRW氮磷污染程度总体上遵循从上游到下游污染逐渐加重的规律,其中雨城区、洪雅县和夹江县的氮磷污染情况最为严重;污染负荷不同来源多年平均贡献率由大到小依次是土壤养分流失畜禽养殖农作物种植生活污染和工业污染;氮磷不同形态污染负荷多年平均贡献率由大到小依次是有机氮硝态氮氨氮亚硝态氮,有机磷无机磷。4、基于情景分析法探究气候变化对流域氮磷污染的影响。结果表明:温度增加总磷负荷量减小,且减小率随温度的增加逐渐增大;降雨量增大总磷负荷量减小,降雨量减小总磷负荷量增大。温度增加总氮变化规律性不强,仅在降雨量减少时,总氮负荷量随之减小。5、结合情景分析法和信息熵的多属性决策法提出了流域最佳管理措施。结果表明,退耕还林适用于小范围内氮磷污染调控;带田种植适用于大范围氮磷污染调控。
【图文】：

技术路线图

图 2-1 研究区 DEM、水系及水文站点分布tribution of DEM, water system and hydrological stat、新庙、峨眉一线以西，多为岩浆岩、变质岩；以条件塑造了 QRW 独特的生态气候特征（雅安市雨城市，上游山区森林资源丰富）。均气温 14.1-17.1°C，随地形高低而产生差异。南部有平均降雨量达 1777 mm，，大部分地区均在 1200 mmm，下游千佛岩则高达 565 mm，属于典型的暴雨区。主城区被称雨城，仅宝兴县境局部河谷降雨较少。每，冬季仅占全年的 2-5%。河口多年平均流量 511 m3，相当于黄河水量的 30%，接近淮河水量的 70%。.4 万 m3/km2，是长江流域各支流之最，在全国 130江以上、多营坪、宝兴至多营坪区间平均侵蚀模数分别
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X52


本文编号：2707928