珊溪水庫流域氮污染總量控制研究.pdf

1、隨著對水環(huán)境污染的重視，水體污染的重心已經(jīng)由得到有效控制的點(diǎn)源污染向以氮、磷等營養(yǎng)物為主的非點(diǎn)源污染轉(zhuǎn)移，而定量源解析則是非點(diǎn)源污染控制的前提和基礎(chǔ)。珊溪水庫作為溫州人民的“大水缸”，是溫州人民的主要水源地之一。水庫運(yùn)行多年，點(diǎn)源污染已得到有效控制，水庫水質(zhì)基本達(dá)到 II類水要求，但支流總氮(TN)濃度仍然時有超標(biāo)。本研究結(jié)合這一情況，通過實(shí)地考察、水質(zhì)監(jiān)測、數(shù)據(jù)收集等，利用優(yōu)化后的LOADEST模型和輸出系數(shù)模型的聯(lián)用，建立了一套動態(tài)

2、輸出系數(shù)模型，進(jìn)行珊溪水庫流域的非點(diǎn)源污染定量源解析，并估算出珊溪水庫的年均非點(diǎn)源污染總氮總量。然后依照珊溪水庫的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，利用狄龍模型進(jìn)行水庫總氮水環(huán)境容量的計算，從而明確珊溪水庫的總氮的減排比例，為珊溪水庫非點(diǎn)源污染的防控打下堅實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過分析珊溪水庫的實(shí)際情況，得出結(jié)論，珊溪水庫屬于典型的山溪型水庫，六條子流域除了黃坦坑受點(diǎn)源污染(主要是受養(yǎng)殖業(yè)—養(yǎng)豬較多的影響)嚴(yán)重外，主要以非點(diǎn)源污染(面

3、源污染)為主。為了研究珊溪水庫的非點(diǎn)源污染從而進(jìn)行防控，需要對珊溪水庫的污染總量進(jìn)行研究。⑵通過實(shí)地調(diào)研，以及水質(zhì)與水文進(jìn)行相關(guān)性分析，得出結(jié)論，珊溪水庫的污染通量主要受降雨地表徑流影響，水庫水體的富營養(yǎng)化是珊溪水庫的主要問題，主要污染物有：TN、總磷(TP)、化學(xué)需氧量(COD)和氨氮。本研究以TN為例，進(jìn)行珊溪水庫的污染總量控制研究。⑶根據(jù)珊溪水庫的實(shí)際水文水質(zhì)條件，首先利用降雨數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)和 SCS方程計算出珊溪水

4、庫六條支流：洪口溪、莒江溪、司前溪、峃作口溪、三插溪和黃坦坑的日流量。根據(jù)離散的水質(zhì)數(shù)據(jù)，選擇 LOADEST模型，以三條典型支流洪口溪、莒江溪和司前溪模擬出其任意時間尺度下的污染通量的值。并根據(jù)得到的方程、作圖與分析，得出水質(zhì)與流量的關(guān)系密切，且具有季節(jié)變異性。確定了洪口溪、莒江溪和司前溪的分別的LOADEST污染通量估算回歸方程，其相關(guān)系數(shù)R2分別達(dá)到了0.83、0.89和0.91，模型的擬合程度較高。⑷根據(jù)LOADEST模型模擬出

5、的各個支流的污染通量，以及流量和重分類后的土地利用類型，建立動態(tài)輸出系數(shù)模型，通過遺傳算法對模型的系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化求解，得到模型的相關(guān)系數(shù)R2均達(dá)到0.99以上，NSE系數(shù)均在0.9左右，模型的適用性和有效性較好。得到的珊溪水庫不同土地利用類型：耕地、園地、林地、人居用地和其他用地的總氮的月輸出系數(shù)分別為：1.16±0.18、1.17±0.18、0.17±0.03、1.27±0.20和1.13±0.18，單位為 kg/(mon·hm2)。徑

6、流的校正系數(shù)為1.04。⑸通過確定輸出系數(shù)后的動態(tài)輸出系數(shù)模型(DECM)模型方程，估算出了珊溪水庫流域的年均總氮污染通量為618.49 ton/a。耕地、園地、林地、人居用地和其他用地的年均總氮輸出通量分別為：258.92、15.96、263.68、21.05和58.87 ton，其分擔(dān)率分別為41.86％、2.58%、42.63%、3.40%和9.52%。由此，得出了珊溪水庫的污染重點(diǎn)來源是耕地，要進(jìn)行珊溪水庫總氮的污染防控主要就是

7、要控制耕地的氮污染。⑹使用珊溪水庫的有關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)狄龍模型計算總氮的水環(huán)境容量，得出結(jié)論，水庫的入庫徑流量越大，對應(yīng)的水力沖刷系數(shù)越大，污染物的滯留系數(shù)越小，總的水環(huán)境容量也就越大。計算得出 II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)下的珊溪水庫的總氮的水環(huán)境容量為635.66±64 ton/a，其95%的置信區(qū)間為455.83 ton/a~815.49 ton/a。珊溪水庫的年均非點(diǎn)源污染總氮污染通量為618.49 ton/a，證明了珊溪水庫2007年~2013