寒冷地区非点源氮磷环境行为与模拟预测研究

发布时间：2022-01-10 01:43

　　水是人类赖以生存和发展的物质基础,水源地保护和饮用水安全已经上升为影响人体健康和国计民生的重大问题。中国是世界上13个严重缺水的国家之一。由于降雨量分布不均和非点源氮、磷污染严重等问题,造成我国寒冷地区面临着更为严重资源型缺水和水质型缺水的双重压力。寒冷地区拥有四季分明和漫长冬季过程的特点,使该地区非点源氮磷的环境行为具有特殊性。本研究开展冬季过程对非点源氮磷影响的现场实验,并选用辽宁地区具有战略地位的水源地大伙房水库流域分别进行统计学收支模型和分布式环境模型研究,进而探索大伙房水库流域输水工程和未来气候变化对流域径流和水质的影响。首先,将降雨模拟实验引入真实冬季过程对非点源氮磷环境行为影响的研究,发现冬季过程显著影响耕地和草地非点源氮磷在地表径流和壤中流中的输移。总氮在耕地和草地中地表径流浓度总体呈增加趋势,特别是壤中流。主要原因是由于富营养化物质的累积和转化以及冻融过程对土壤结构的变化。相反,两种土地利用类型中地表径流和壤中流中总磷的浓度呈下降趋势,主要是由于可溶性磷本身的高吸附性和冻融作用产生更多比表面积更大的小颗粒土壤团聚体。研究表明在寒冷地区,冬季过程后壤中流中氮的流失非常严... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 非点源污染
        1.2.1 非点源污染特点
        1.2.2 非点源污染现状
        1.2.3 非点源污染危害
    1.3 非点源污染研究现状
        1.3.1 非点源污染的机理研究
        1.3.2 非点源污染模型研究
    1.4 寒冷地区非点源污染及存在问题
        1.4.1 寒冷地区概述
        1.4.2 寒冷地区非点源污染研究存在问题
    1.5 本文研究内容及技术路线
2 研究区域概述及环境变化因子分析
    2.1 自然环境背景
        2.1.1 水系
        2.1.2 气候
        2.1.3 地形
        2.1.4 地质
        2.1.5 土壤
        2.1.6 土地利用
        2.1.7 植被种类
    2.2 社会经济
    2.3 地表水环境质量状况
        2.3.1 水资源短缺
        2.3.2 入流水质状况
        2.3.3 大伙房水库库区水质状况
    2.4 水环境问题成因分析
        2.4.1 浑河流域污染源
        2.4.2 苏子河流域污染源
        2.4.3 社河流域污染源
        2.4.4 森林退化
    2.5 大伙房水库流域环境变化因子分析
        2.5.1 大伙房水库输水工程概况
        2.5.2 气候变化概况
3 寒冷地区非点源氮磷环境行为研究
    3.1 引言
    3.2 寒冷地区非点源氮磷的迁移转化过程
        3.2.1 非点源污染及其转化过程
        3.2.2 土壤结构和富营养化物质流失影响
        3.2.3 雪的积累与融化
        3.2.4 冬季过程对流域非点源氮磷污染影响
    3.3 冬季过程对非点源氮磷在地表径流和壤中流的变化影响
        3.3.1 材料与方法
        3.3.2 地表径流和壤中流中总氮和总磷变化情况
        3.3.3 影响因素分析与讨论
    3.4 小结
4 大伙房水库流域氮收支时空分布及其影响
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 氮收支模型
        4.2.2 数据和资料
        4.2.3 氮输入
        4.2.4 氮输出
    4.3 氮收支计算结果
        4.3.1 氮收支时间分布
        4.3.2 氮收支空间分布
    4.4 流域氮收支分析与讨论
        4.4.1 流域主要污染源分析
        4.4.2 氮收支与水质响应关系
        4.4.3 水文条件影响
        4.4.4 空间分布影响
    4.5 小结
5 大伙房水库流域磷收支时空分布及其影响
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 磷收支模型
        5.2.2 数据和资料
    5.3 流域磷收支
        5.3.1 化肥施用
        5.3.2 农副产品输入
        5.3.3 径流输出
    5.4 磷收支计算结果
        5.4.1 磷收支时间分布
        5.4.2 典型年流域磷收支空间分布
    5.5 流域磷收支分析
        5.5.1 流域主要污染源分析
        5.5.2 磷收支与水体总磷关系
        5.5.3 水文条件影响
        5.5.4 空间分布影响
    5.6 小结
6 寒冷地区非点源氮磷SWAT模拟及输出规律研究
    6.1 引言
    6.2 数据准备与模型构建
        6.2.1 数据库构建
        6.2.2 参数敏感性分析
        6.2.3 模型率定与验证
    6.3 大伙房水库流域SWAT模拟结果
        6.3.1 径流模拟校正与验证
        6.3.2 泥沙模拟校正与验证
        6.3.3 流域富营养化物质模拟
        6.3.4 大伙房水库富营养化物质模拟
    6.4 大伙房水库非点源氮磷SWAT模拟及输出规律
        6.4.1 SWAT模拟效果
        6.4.2 大伙房水库流域非点源年内输出情况
        6.4.3 冬季过程非点源氮磷典型年输出规律及温度变化影响
        6.4.4 水库对寒冷地区非点源富营养化物质流失的影响
    6.5 小结
7 变化环境下大伙房水库流域径流和水质预测研究
    7.1 引言
    7.2 大伙房水库流域主要变化因素
        7.2.1 大伙房水库输水工程
        7.2.2 大伙房水库流域气候变化
    7.3 变化环境下径流和水质预测
        7.3.1 输水工程影响
        7.3.2 气候变化影响
    7.4 径流和水质变化分析
        7.4.1 径流变化分析
        7.4.2 水质变化分析
        7.4.3 污染控制建议
    7.5 小结
8 结论及展望
    8.1 结论
    8.2 展望
参考文献
攻读博士学位期间发表学术论文情况
创新点
致谢
作者简介



本文编号：3579824