东江流域河源段非点源氮磷污染负荷研究

发布时间：2017-10-03 05:32

  本文关键词：东江流域河源段非点源氮磷污染负荷研究

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【摘要】：东江是珠三角及香港地区居民生产、生活用水的主要来源之一,东江流域河源段作为东江的上游的典型集水区,其重要性不言而喻。近几年来随着区域发展,东江流域河源段水环境恶化,水体富营养化等现象频发。而河源段多山地、丘陵和耕地的特点造成了区域土壤侵蚀、水土流失等现象日益严重。非点源污染正逐步成为东江流域河源段的主要污染源之一。因此,对于东江流域河源段的非点源氮磷污染负荷的研究不但有助于珠江流域的水环境污染治理,还对粤港地区的社会、经济和环境的可持续发展产生重要意义。流域非点源氮磷污染由溶解态非点源氮磷污染和吸附态非点源氮磷污染组成,其覆盖面广,分散性强,难以定点监测。因此本文在建立东江流域河源段气象、地形地貌、土地利用、土壤类型、农业人口、畜禽养殖量等空间和属性环境数据库的基础上,首先运用SWAT水文模型,以土地利用为研究单元建立东江流域河源段不同土地利用溶解态非点源氮磷污染负荷模型,结合农村居民点溶解态非点源氮磷污染负荷模型得到东江流域河源段溶解态非点源氮磷负荷模型;然后通过运用土壤侵蚀模型,建立了东江流域河源段吸附态非点源氮磷污染负荷模型。最终运用东江流域河源段空间、属性环境数据库和GIS空间技术,分别对东江流域河源段2014年溶解态、吸附态非点源氮磷污染负荷进行了模拟计算,并对其时空分布和不同污染来源的贡献率等进行了分析。结合以上模拟分析结果,对东江流域河源段水环境保护提出了有针对性的建议。主要研究结论如下:(1)东江流域河源段溶解态氮磷污染物与流域水文过程关系密切。2014年溶解态非点源氮污染负荷23536.46t,溶解态非点源磷污染负荷633.91t。其中,不同土地利用和农村居民点的溶解态非点源氮污染负荷贡献率分别为90.95%和9.05%;不同土地利用和农村居民点的溶解态非点源磷污染负荷贡献率分别为83.21%和16.79%,不同的土地利用溶解态非点源氮磷污染负荷占比较大。(2)东江流域河源段吸附态非点源氮磷污染负荷主要与土壤侵蚀量与输沙量有关,而土壤侵蚀量和输沙量与流域的降雨、土壤、土地利用和植被覆盖等一系列因素密切相关。东江流域河源段2014年泥沙产生量约为215.35万t,侵蚀模数约为458.58t/(km2·a),土壤总侵蚀量为552.18万t。2014年吸附态非点源氮污染负荷2533.19t,吸附态非点源磷污染负荷904.71t。(3)东江流域河源段非点源氮磷污染负荷由溶解态氮磷污染负荷和吸附态氮磷污染负荷组成。2014年东江流域河源段非点源氮污染负荷为26069.65t,其中溶解态氮污染负荷占90%左右;非点源磷污染负荷为1538.62t,其中吸附态磷污染负荷占58.8%左右。
【关键词】：东江流域河源段 土壤侵蚀 吸附态氮磷 溶解态氮磷 非点源污染
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X52
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 非点源污染10-13
• 1.1.1 非点源污染的概念10-11
• 1.1.2 非点源污染的来源及特点11-12
• 1.1.3 非点源污染的危害及现状12-13
• 1.2 国内外非点源污染模拟研究现状13-17
• 1.2.1 国外非点源污染模拟研究现状13-14
• 1.2.2 国内非点源污染模拟研究现状14-15
• 1.2.3 非点源污染研究存在的问题及发展思路15-17
• 1.3 课题研究的目的、内容及技术路线17-20
• 1.3.1 课题研究的目的17
• 1.3.2 课题研究的内容17-18
• 1.3.3 技术路线18-20
• 2 东江流域河源段环境数据库的建立20-30
• 2.1 东江流域河源段自然环境概况20-22
• 2.1.1 地理位置20-21
• 2.1.2 地形地貌21
• 2.1.3 植被环境21
• 2.1.4 气候条件21
• 2.1.5 研究区域概况21-22
• 2.2 东江流域河源段社会条件概况22
• 2.2.1 社会经济发展状况22
• 2.2.2 人口概况22
• 2.3 环境数据库的构建22-27
• 2.3.1 基础数据准备及来源22-23
• 2.3.2 DEM数据库23-25
• 2.3.3 土地利用数据库25
• 2.3.4 土壤数据库25-27
• 2.3.5 气象数据库27
• 2.4 污染源分析27-28
• 2.5 本章小结28-30
• 3 东江流域河源段溶解态非点源氮磷污染负荷研究30-64
• 3.1 SWAT水文模型30-47
• 3.1.1 SWAT水文模型及结构原理30-32
• 3.1.2 SWAT模型主要输入数据32
• 3.1.3 运用SPAW对土壤数据的处理32-39
• 3.1.4 CMADS气象数据39-43
• 3.1.5 子流域的划分与水文响应单元(HRU)的生成43-45
• 3.1.6 模型率定和验证45-47
• 3.2 不同土地利用的溶解态非点源氮磷污染负荷47-51
• 3.2.1 不同土地利用的溶解态非点源氮磷污染负荷模型47
• 3.2.2 不同土地利用产生的径流量47-48
• 3.2.3 不同土地利用溶解态非点源氮磷的浓度48-49
• 3.2.4 不同土地利用溶解态非点源氮磷污染的入河系数49
• 3.2.5 不同土地利用的溶解态非点源氮磷负荷49-51
• 3.3 农村居民点非点源氮磷污染负荷51-59
• 3.3.1 农村居民点非点源氮磷污染来源51-52
• 3.3.2 农村居民点非点源污染模型的建立52
• 3.3.3 农村人口和畜禽养殖量调查统计52-54
• 3.3.4 排泄系数与入河系数的确定54-55
• 3.3.5 农村居民点污染负荷估算结果55-59
• 3.4 东江流域河源段溶解态非点源氮磷污染总负荷59-61
• 3.5 本章小结61-64
• 4 东江流域河源段吸附态非点源氮磷污染负荷研究64-80
• 4.1 土壤侵蚀模型与模型因子的确定64-71
• 4.1.1 土壤侵蚀模型的选择64-65
• 4.1.2 降雨侵蚀力因子65-66
• 4.1.3 土壤可侵蚀性因子66-68
• 4.1.4 坡度因子和坡长因子68-69
• 4.1.5 植被覆盖与作物管理因子69-70
• 4.1.6 水土保持措施因子70-71
• 4.2 泥沙输移比71-72
• 4.3 土壤侵蚀模拟结果72-74
• 4.3.1 土壤侵蚀模数和输沙模数的计算72-73
• 4.3.2 输沙模拟值与实测值验证分析73
• 4.3.3 土壤侵蚀现状分析73-74
• 4.4 东江流域河源段吸附态非点源氮磷污染负荷74-78
• 4.5 本章小结78-80
• 5 东江流域河源段非点源氮磷污染的分析和建议80-88
• 5.1 东江流域河源段非点源氮磷污染80-84
• 5.1.1 东江流域河源段非点源氮磷污染负荷80-82
• 5.1.2 全国典型流域非点源氮磷污染负荷82-83
• 5.1.3 东江流域河源段非点源氮磷污染分析83-84
• 5.1.4 东江流域河源段非点源氮磷污染情景模拟84
• 5.2 东江流域河源段水环境保护建议84-86
• 5.2.1 水土流失治理85
• 5.2.2 化肥流失治理85-86
• 5.3 本章小结86-88
• 6 结论与建议88-90
• 6.1 结论88
• 6.2 建议88-90
• 致谢90-92
• 参考文献92-96

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