四川省响滩河流域非点源污染模拟研究

发布时间：2017-06-06 15:00

  本文关键词：四川省响滩河流域非点源污染模拟研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：四川丘陵农区坡耕地的存在和畜禽业的快速发展使得非点源污染(NSP)已成为制约该区域经济和环境可持续发展的重要影响因素,及时调查与分析非点源污染情况,提出相应的保护治理措施对于经济发展和环境保护都具有重要意义。SWAT(Soil and Water Assessment Tool)水文模型已经被广泛应用于非点源污染模拟,但该模型需要长期观测数据和相对完整的流域水文水质资料。但对于我国大多数小流域,水文及环境监测数据缺乏,如何在这些区域进行污染物的监测已经成为需要关注的内容。本文以四川省典型丘陵农区的响滩河流域为研究对象,以遥感影像、野外调查与室内实验数据为基础,耦合SWAT模型和L-THIA(Long Term Hydrologic Impact Analysis)模型构建了适合资料缺乏的小流域非点源污染模拟模型,即利用L-THIA模型模拟径流校正SWAT模型水文模块,进而结合实测水质数据校正SWAT模型水质模块参数。在此基础上分析了响滩河流域的非点源污染时空分布特性和影响因素,并由此提出了能够有效削减研究流域非点源污染产量的农业管理措施。主要研究成果如下:(1)模型耦合。以地表径流为基础,耦合L-THIA和SWAT模型。在缺少水文监测数据的条件下,评估了该耦合模型模拟非点源污染的准确度。模拟效果良好,证明了该耦合模型在研究流域的有效性和适用性。(2)非点源污染时空分布特性分析发现总氮、总磷的时间变化趋势和空间分布特征类似。非点源污染负荷主要产生于丰水期,而平水期和枯水期相对较少。降雨量和总氮、总磷相关系数R2分别为0.86和0.86,相关性较好,表明非点源污染严重受降水量影响。流域非点源污染产量,总氮输出范围为2628-15591kg/moth,总磷输出范围为361-1608kg/moth;流域污染月均单位面积负荷,总氮输出范围为20.4-97.7kg/ha/moth,总磷输出范围为2.8-8.7kg/ha/moth。根据地表水环境质量评价标准进行非点源污染关键区识别,响滩河流域总氮和总磷浓度整体偏高,大部分子流域总氮浓度超过Ⅴ类标准,总磷浓度超过Ⅳ类标准。(3)非点源污染分布影响因子分析表明:对于土地利用类型,城镇用地和农耕地是非点源污染的主要贡献者,而林地对非点源污染有一定的抑制作用;对于土壤类型,水稻土与NSP负荷相关性较大;对于坡度,NSP负荷主要分布于地势平缓区域。在此基础上,提出了退耕还林、平衡施肥和畜禽养殖规范化等减少NSP的农业管理措施。
【关键词】：非点源污染 SWAT模型 L-THIA模型
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X52
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 选题背景和意义11-12
• 1.2 研究进展12-15
• 1.2.1 非点源污染研究进展12-13
• 1.2.2 SWAT模型研究进展13-14
• 1.2.3 L-THIA模型研究进展14-15
• 1.3 研究内容、方案及技术路线15-17
• 1.3.1 研究内容15
• 1.3.2 研究方案和技术路线15-17
• 第二章 模型耦合17-27
• 2.1 SWAT模型基本原理17-24
• 2.1.1 水文过程子模块17-24
• 2.1.2 土壤侵蚀子模块24
• 2.1.3 污染负荷子模块24
• 2.2 L-THIA模型基本原理24-26
• 2.3 L-THIA、SWAT模型耦合方法26-27
• 第三章 数据获取27-41
• 3.1 研究区概况27-28
• 3.2 模型输入数据28-37
• 3.2.1 DEM28-30
• 3.2.2 土地利用30-31
• 3.2.3 土壤31-35
• 3.2.4 气象35-36
• 3.2.5 其他36-37
• 3.3 模型校正数据37-38
• 3.4 空间离散化38-40
• 3.4.1 河网提取38
• 3.4.2 子流域划分38-39
• 3.4.3 HRU划分39-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第四章 模型校正41-61
• 4.1 SUFI-2 算法介绍41-44
• 4.2 模型参数校正44-56
• 4.2.1 参数敏感性分析44-45
• 4.2.2 模型耦合45-49
• 4.2.2.1 L-THIA径流模拟45-46
• 4.2.2.2 水文参数校正46-49
• 4.2.3 水质参数校正49-54
• 4.2.4 耦合模型评价54-56
• 4.3 时间分辨率、空间分辨率和子流域数量选择56-59
• 4.3.1 时间步长56-57
• 4.3.2 DEM分辨率57-58
• 4.3.3 子流域数量58-59
• 4.4 本章小结59-61
• 第五章 非点源污染分析61-71
• 5.1 NSP分布特征61-66
• 5.1.1 NSP时间分布61-62
• 5.1.2 NSP空间分布62-64
• 5.1.3 关键污染区识别64-66
• 5.2 NSP分布影响因素分析66-69
• 5.2.1 降雨66-67
• 5.2.2 土地利用67-68
• 5.2.3 土壤68
• 5.2.4 坡度68-69
• 5.3 农业管理措施设计69
• 5.4 本章小结69-71
• 第六章 结论与展望71-73
• 6.1 研究结论71-72
• 6.2 本文特色72
• 6.3 存在不足72
• 6.4 研究展望72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-79
• 攻读硕士学位期间取得的成果79-80

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