土地利用变化对大宁河流域面源污染的影响研究

发布时间：2020-07-24 21:17

【摘要】：近年来,我国水环境污染问题凸显,面源污染问题逐渐占据主导地位。人类活动作用下的土地利用变化改变了地表水流向和流速,氮磷等营养物质随地表径流迁移,从而形成了大范围的面源污染。三峡水库是我国淡水资源的重要储藏地。三峡工程投入运行后,随着经济发展水平提高,流域内景观格局和生态环境变化受人类活动的影响更加强烈,面源污染的时空异质性和动态变化越来越复杂。研究流域内土地利用变化对面源污染的影响,不仅对阐明流域面源污染的源强特征、识别面源污染贡献的关键时期及区域具有重要意义,对流域水污染治理同样有重要的借鉴意义,。在ArcGIS技术的支持下,SWAT模型经过研究者多年的改进,己经成为研究流域面源污染模拟的有效手段。本文选取三峡库区的大宁河流域为研究对象,结合ArcGIS技术,运用SWAT模型模拟大宁河流域的面源污染负荷,并以实测水文、水质的监测数据进行了模型参数的率定与验证,进行了大宁河流域面源污染对土地利用变化的响应规律研究。主要取得的成果如下:1.基于ENVI 5.2软件,对大宁河流域2005年、2010年和2015年的Landsat影像进行了遥感解译,并用ArcGIS 10.0对土地利用图进行了重分类,最终得到大宁河流域2005年、2010年和2015年三期土地利用类型图。分析2005～2015年土地利用类型发现大宁河流域林地变化最大,由占流域面积的65.94%增加到83.47%,增加了 17.53%;耕地和草地面积变化较大,分别由占流域面积的23.63%、9.74%减少到10.95%、4.52%,分别减少了 12.68%、5.23%,水域和城镇用地面积变化较小。2.基于SWAT模型的空间数据库和属性数据库,构建了大宁河流域面源污染SWAT模型。通过对构建好的SWAT模型进行敏感性分析,筛选出敏感性较强的九个敏感性参数:CN2、CANMX、ESCO、SOL_AWC、GW_DELAY、GWQMN、ALPHA BF、REVAPMN、GW REVAP。3.结合SWAT-CUP中的SUFI2算法,对敏感性参数进行率定与验证,进行模型的适用性评价。利用巫溪水文站实测水文数据对模拟的日径流量参数进行率定与验证,日径流量率定期的R2与Ens分别为0.75和0.76,验证期的R2与Ens分别为0.73和0.74。利用巫山水质监测站实测水质数据对模拟的总氮、总磷参数进行率定与验证,TN率定期的R2与Ens分别为0.67和0.62,验证期的R2与Ens分别为0.65和0.63。TP率定期的R2与Ens分别为0.63和0.65,验证期的R2与Ens分别为0.67和0.65。结果表明模型可用于大宁河流域的面源污染模拟。4.从土地利用变化的角度,分析SWAT模型模拟面源污染负荷的时空变化规律。基于模型692个HRU输出结果,探讨不同土地利用类型单位面积的氮磷负荷量。不同土地利用类型对面源污染负荷总量的贡献率存在较大差异,依次为耕地草地林地。分析了 2005年、2010年、2015年三期土地利用下总氮、总磷的时空分布变化情况,总氮、总磷的时间分布与降雨量相关,在丰水年份的负荷量大于枯水年份,从空间上看,流域干支流河道两侧的耕地和城镇用地产负荷量较大。从单位面积所产负荷量看,2015年的土地利用下模型输出结果中除流量外,总氮、总磷负荷量均小于2005年和2010年。
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X52;F301.24
【图文】：

领士学位论文逡逑ＭＡＳＴＥＲ＇Ｓ邋ＴＨＥＳＩＳ逡逑基于构建好的大宁河流域ＳＷＡＴ模型，将重分类好的土地利用类型图代入模型逡逑中，分别模拟２００５、２０１０和２０１５年三期土地利用现状下的面源污染负荷，进而分逡逑析土地利用与面源污染之间的关系。逡逑１．４．３研究方法逡逑基于大宁河流域数字高程模型（ＤＥＭ）、土壤数据、土地利用数据、气象数据逡逑（日降雨量、日最高温度、日最低温度、相对湿度、平均风速），建立大宁河流域逡逑的ＳＷＡＴ模型，对流域面源污染情况进行模拟研究，分析了流域２００５年、２０１０年、逡逑２０１５年三期土地利用变化对面源污染的影响。具体研宄技术路线见图１．４－１：逡逑ｒ邋－逦１逦ｒ逦１邋ｒ逦ｌ邋Ｉ逡逑

１４２．７ｋｍ。大宁河流域位于重庆市东部边缘，三峡库区汇水区的东北缘，介于东经逡逑１０７°５６＇－１０８°５４＇，北炜３０°４９＇－３１°４２＇之间，是受三峡水库蓄水影响比较显著的重要支逡逑流［６０］。大宁河流域地理位置见图２．１－１。逡逑Ｎ逡逑愚■逦＋逡逑Ｃ逦／ｊ邋－＊ｒ＂ｒ逦＾逡逑二邋ｕ逦？、＇义逡逑—逦逦—邋———一逦——＞—＊？逦＾邋ｉ逡逑－＞￣Ｔ２５：＝＾＂ｔ邋￡ｒ邋ｖ逡逑图例逡逑、ｒ逦—尺邋ｔ＞ｉ逦＾ｕ，ｔｔ逡逑＾邋ｐ逦Ｔｉｎ逡逑画0邋１０逦２０逦４０逡逑＜逦—Ｈ邋ｊ——邋ｋｍ逡逑图２．丨－ｌ大宁河流域地理位置图逡逑９逡逑

颂士学位论文逡逑ＭＡＳＴＥＲ＇Ｓ邋ＴＨＨＳＩＳ逡逑年末，流域总人口约１２３．２２万，其中巫山县２０１５年总人口邋６８．８３万人，其中非农逡逑业人口比例较小，为１５．９９万人，城镇化水平低。巫溪县２０丨５年总人口邋５４．３９万人，逡逑农业人口占总人口一半以上，为４６．５万人，城镇化率３２．５８％。两个县国土开发强逡逑度小，都为典型的农业区。巫溪县与巫山县人口总量变化具体如图２．２－１所示。逡逑

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本文编号：2769405