基于數(shù)字流域系統(tǒng)的平原河網(wǎng)區(qū)非點源污染模型研究與應(yīng)用.pdf

1、本文在環(huán)太湖丘陵地區(qū)選擇典型小流域以及徑流小區(qū)開展野外原位試驗，通過野外觀測和室內(nèi)分析相結(jié)合的方法，研究小流域及不同土地利用下各形態(tài)營養(yǎng)鹽在自然降雨-徑流驅(qū)動下的遷移特征，建立了稻季和非稻季營養(yǎng)鹽的遷移通量與徑流通量的回歸方程，揭示了營養(yǎng)鹽在暴雨條件下隨徑流的流失過程，重點分析了不同土地利用下營養(yǎng)鹽遷移的頻率分布特征和時空分布特征，以及導(dǎo)致營養(yǎng)鹽遷移時空分布存在顯著差異的主要原因，對比了不同土地利用下各形態(tài)營養(yǎng)鹽的遷移通量。 針

2、對平原河網(wǎng)區(qū)稻田面積所占比例較高的特點，從稻田水分和營養(yǎng)鹽運移轉(zhuǎn)化規(guī)律出發(fā)，結(jié)合土壤膠體對營養(yǎng)鹽的吸附－解吸速率公式，動態(tài)模擬稻田土壤養(yǎng)分的運移和轉(zhuǎn)化，建立水－土耦合稻田營養(yǎng)鹽流失模型，并采用田間實測數(shù)據(jù)對模型參數(shù)進行率定和驗證，并對模型關(guān)鍵參數(shù)進行靈敏性分析。 在荷蘭Delft水力學研究所開發(fā)的污染負荷模型（Waste Load Model，WLM）的基礎(chǔ)上，將環(huán)太湖丘陵小流域的研究成果以及稻田營養(yǎng)鹽流失模型引入WLM，通過借

3、鑒非點源污染模型的發(fā)展方向和特點，提出適合平原河網(wǎng)區(qū)非點源污染物遷移特征的時空分配方法，建立了分布式污染負荷模型（Distributed Waste Load Model，DWLM）。模型將污染源分為工業(yè)、大城市居民、城鎮(zhèn)居民、農(nóng)村居民、城市和城鎮(zhèn)降雨徑流、旱地降雨徑流、稻田降雨徑流、畜禽養(yǎng)殖和漁業(yè)養(yǎng)殖等9種類型，采用四種模式計算各種污染源的負荷量，并根據(jù)污染源的遷移特征分別計算其入河過程。 針對平原河網(wǎng)區(qū)河道縱橫交錯、湖泊星羅

4、棋布的特點，分別采用零維、一維和準三維水質(zhì)模型模擬平原河網(wǎng)區(qū)的中小型湖泊、河道以及大型淺水湖泊等水體中污染物的運移轉(zhuǎn)化規(guī)律。結(jié)合污染物在不同水體中的轉(zhuǎn)化特征，分別建立各種水質(zhì)指標的動力反應(yīng)項，對三種水質(zhì)模型的基本方程組進行耦合聯(lián)解，并與水量模型實現(xiàn)步長級耦合，建立了平原河網(wǎng)區(qū)多維數(shù)水質(zhì)模型。水質(zhì)模型包含C、N、P三種物質(zhì)的循環(huán)，模擬COD、BOD<,5>、TN、TP、NH<,3>-N和DO等六種水質(zhì)指標。 在3S技術(shù)的支撐下，將