基于SWAT和CE-QUAL-W2联合模拟的山美水库流域氮的径流流失特征

发布时间：2020-04-03 12:41

【摘要】：饮用水源型水库的水质安全是关系人民生命和社会发展的关键问题,水库的水质不仅受到上游流域土地利用和农业管理措施下非点源污染的影响,更随着库区水体流场以及污染物迁移、转化和降解过程而发生改变。因此,有必要从流域尺度出发,将流域—水库作为综合系统,揭示流域非点源污染对水库水环境的影响。山美水库是泉州市重要的水源地,流域非点源污染突出,库区总氮超标严重,水源地供水水质受到威胁,影响泉州市社会经济的可持续发展。因此,定量评价山美水库流域非点源氮流失特性及其对库区氮分布特征的影响,对于制定有效的流域氮削减策略,优化水库调度对水库水质的改善有重要意义。本文选择山美水库坝前以上流域为研究区,基于流域分布式水文模型SWAT和水库二维水动力水质模型CE-QUAL-W2,构建了山美水库流域水量水质联合模型；在此基础上,对流域非点源氮流失的时空分布特征进行分析；对库区水体氮分布特征进行模拟,初步探讨水库调度对氮营养盐的滞留效应,以及水体净初级生产力与富营养化之间的关系,并对施肥管理措施影响下的流域氮流失特征及库区氮分布特性进行了模拟。结果表明：1)联合模型可以较好反映山美水库流域日尺度的产流、产沙、营养盐输出以及库区的水动力和污染物过程。2)流域氮素流失空间差异显著,桃溪亚流域是关键污染源区,不同时间尺度下的土地利用类型对流域氮素流失均有显著影响,而降雨、径流的影响程度则随时间尺度有所差异。3)丰水年各种形态氮素流失量大于平水年和枯水年；汛期TN流失量占全年总量的80%,非汛期氮浓度高于汛期；氮负荷的日变化过程与降雨、径流过程基本一致,但表现出明显的滞后性质,氮浓度过程基本遵循与降雨过程相反的规律。4)山美水库的硝态氮分布呈垂向分层特性,且具有季节性差异,主要受库区水温、溶解氧的垂向分布特征以及入库河流氮浓度的季节分布影响。5)上游流域的入库径流、氮负荷输出和水库调度对库区氮浓度过程以及氮滞留效应有显著影响。6)山美水库净初级生产力(NPP)具有明显的时空变化特征,流域氮负荷输出与库区NPP显著相关。7)选择适宜的施肥量、施肥时间以及施肥品种可以有效减少流域氮流失,降低入库氮浓度。
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X524

【参考文献】