遥感和GIS支持下流域非点源污染模型研究

发布时间：2020-04-17 02:13

【摘要】：三峡流域处在我国环境最为脆弱的长江中上游水土流失区，又是国务院确定的全国水资源重点保护区，在点源污染逐步地得到控制后，非点源污染的影响开始显现出来，逐渐成为水环境污染的重要源头，特别是三峡水库建成后，水土环境将发生很大变化，将使其面临的非点源污染压力越来越大，因此，对三峡流域的非点源污染展开系统研究具有重要的现实意义和社会价值。 本论文采用“点面结合”与“宏观微观结合”的研究方法，运用遥感与GIS技术支持下的模型模拟方法对流域及其典型汇水区-重庆市渝北区卸临河小流域的非点源污染状况进行了宏观分析和定量计算模拟，并在深入调查研究流域非点源污染驱动力基础上，提出了控制管理的最佳管理措施，从而完成了对流域的非点源污染系统、全面的研究，主要取得了以下成果： (1)三峡流域主要非点源污染影响因子1995年到2000年的变化情况，土地覆被主要表现为林地的退化和耕地的建设侵占，林地退化又表现为草丛化、垦殖、建设侵占和有林地的灌丛化，同时，在一些地方，也出现了生态恢复的局面，如草地向林地转化占了一定比例，这说明土地覆被变化总体上呈献使生态环境继续恶化的趋势，局部地区经治理后有所好转；植被盖度略有增长；土壤侵蚀方面，年平均侵蚀模数为3012.6t／km~2.a，最高地方高达9000t／km~2.a，侵蚀强度为轻度侵蚀占14.79％；中度侵蚀占总面积的54.47％；强度侵蚀占总面积的20.2％；极强度侵蚀总面积的8.02％；剧烈侵蚀总面积的2.53％。 (2)典型汇水区2000年非点源污染负荷情况：泥沙沉积污染物为264803.09吨，总氮为5071.82吨，总磷120.897吨，有机碳为9546.486吨；时间分布规律表现为同一年内不同季节的污染物负荷相差悬殊，汛期时污染负荷浓度高，负荷量大；空间分布是各土地覆被类型中产生的泥沙沉积物、总氮、总磷污染负荷大小依次为耕地＞林地＞居民用地＞园地。 (3)通过对典型汇水区农村生活污水和人口氮磷污染、畜禽养殖氮磷污染以及大气湿沉降的氮磷污染分别进行了估算，结果表明，这四大类产生的氮磷污染量相当可观，在典型汇水区的氮磷计算中不能忽视。 (4)非点源污染驱动力方面，通过对其土地利用和降雨径流两方面展开社会驱动力探讨，确定了人口驱动力在非点源污染过程中的重要地位，同时针对目前人口产污部分计算的不足，提出并应用了数字人口产污模型进行计算模拟。 (5)非点源污染控制管理方面，根据非点源污染的来源和关键源区的标识将典型汇水区分为四个不同的污染控制管理区划，再针对每个不同的区划构建了不同的最佳管理措施并通过AnnAGNPS模型进行了效果模拟，从模型反应的效果看，提出的最佳管理措施有效，可以为决策者提供科学的依据。
【图文】：

利用ARC/NIFO软件对形成的DXF文件用DXAFRC命令将其转成COVERAGE，对其进行编辑处理得到相应比例尺的作者原图，即分别形成三峡库区两个时段的土地覆被现状图，如图2一2所示。图2一2三峡流域1995年土地覆被图2..42土地覆被动态分析在ARONIFOg.0软件环境下，将上面得到的将2000年土地覆被类型层与1995年土地覆被类型层利用IDENTITY命令进行叠置分析，自动产生2个时期土地覆被的属性字段，再通过对这两个时段土地覆被属性字段进行逻辑运算，可产生一个新的属性字段，这就是两时段间土地覆被变化的属性字段，，再将所有层数据在ARONIFO软件环境下，用POYLGRID命令将面对象形式的矢量数据转成GRID栅格数据格式。三峡库区1995年土地覆被类型的构成见表2一3，共6大类17亚类。林地所占面积最大，为2753257.02mh2

林地变为草地、耕地变为居民点和工矿用地、林地变为耕地最为明显，分别占十地覆被大类所有转换面积的35.07%、35.01%和13.76%，合计占83.84%:林地变为居民点和工矿用地、草地变为林地则分别占4.86%和4.35%。图2一3可以非常直观地看出各类土地覆被的转换情况。图2。3各类授被类型转换比例图2..43土地梭被对降雨径流的影响土地覆被变化对非点源影响是决定性的，究其原因是因为非点源污染负荷的产生都要经过降雨径流、水土流失、污染物迁移几个阶段，而土地覆被变化对这三个阶段都有影响，其中降雨径流是非点源污染中的基础内容，对其研究的代表性方法有美国农业部土壤保持局U(snA一5011Conse。，ationsevriee)即现在的自然资源保持局研制的scs模型〔”5]，以及夏青、陈西平和李怀恩等根据蓄满产流、超渗产流及综合产流等理论提出的方法〔’76一’78]。本研究是选用SCS模型来研究十地覆被变化对降雨径流的影响。
【学位授予单位】：河海大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X52

【引证文献】

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本文编号：2630327