汾河水庫(kù)流域非點(diǎn)源污染模擬研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水資源短缺、水質(zhì)惡化等水環(huán)境問(wèn)題也越來(lái)越顯著。近年來(lái)，在世界各國(guó)的積極控制和治理下，點(diǎn)源污染已基本得到有效控制，但非點(diǎn)源污染卻并未引起足夠的重視，從而日趨嚴(yán)重。
　　汾河水庫(kù)地處汾河上游，是山西省最大的水庫(kù)。本研究以山西省自然科學(xué)基金為依托，選取汾河水庫(kù)流域?yàn)檠芯繉?duì)象，借助GIS、RS等技術(shù)，對(duì)流域基礎(chǔ)信息進(jìn)行了提取和處理，實(shí)現(xiàn)了流域基礎(chǔ)信息的數(shù)字化;提出了基于DEM的水文地形分析方法，對(duì)流域坡度、坡長(zhǎng)、匯

2、水面積等水文參數(shù)進(jìn)行了分析;針對(duì)徑流形成、土壤侵蝕、污染物流失三個(gè)過(guò)程，構(gòu)建了流域非點(diǎn)源污染模型，對(duì)流域非點(diǎn)源污染進(jìn)行了系統(tǒng)性的分析研究。本研究對(duì)流域非點(diǎn)源污染控制規(guī)劃以及流域水資源管理，具有一定的理論指導(dǎo)和借鑒意義。主要研究成果如下:
　　(1)流域基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理。借助GIS、RS等技術(shù)，對(duì)汾河水庫(kù)流域空間和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行了提取和處理，實(shí)現(xiàn)了流域基礎(chǔ)信息的數(shù)字化、網(wǎng)格化，包括遙感影像的預(yù)處理、解譯識(shí)別、土地利用及植被覆蓋信息的提取，

3、土壤類型及土壤參數(shù)的提取等;利用空間插值技術(shù)，對(duì)流域降雨及氣溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行了插值處理。
　　(2)流域水文地形分析。提出了基于DEM的流域水文地形分析技術(shù)方法，借助GIS、網(wǎng)格等技術(shù)對(duì)流域進(jìn)行了水文地形分析，確定了流域邊界，生成了流域河網(wǎng)水系，實(shí)現(xiàn)了流域離散化即子流域和水文響應(yīng)單元?jiǎng)澐?，進(jìn)行了坡度、坡長(zhǎng)、子流域面積、河道長(zhǎng)度等水文參數(shù)的提取。
　　(3)非點(diǎn)源污染模型的建立。通過(guò)對(duì)非點(diǎn)源污染的產(chǎn)生機(jī)制進(jìn)行研究，針對(duì)徑流形成、土壤

4、侵蝕、污染物流失三個(gè)過(guò)程，構(gòu)建了非點(diǎn)源污染模型，包括水文模型、泥沙模型、污染物流失模型三個(gè)模塊。
　　(4)模型率定及不確定性分析。以靜樂(lè)站、上靜游站、汾河水庫(kù)站三個(gè)站點(diǎn)1980～1989年的實(shí)測(cè)值為依據(jù)，采用SUFI-2優(yōu)化算法對(duì)建立的模型進(jìn)行了不確定性分析、率定及驗(yàn)證，驗(yàn)證了所建立模型對(duì)汾河水庫(kù)流域具有較好的適用性。
　　(5)流域非點(diǎn)源污染分析。采用率定的最優(yōu)參數(shù)組對(duì)汾河水庫(kù)流域2006～2010年的非點(diǎn)源污染進(jìn)行了模

5、擬，并從時(shí)間、空間和土地利用類型三個(gè)角度分析了流域非點(diǎn)源污染負(fù)荷狀況。時(shí)間方面，分別以年和月為步長(zhǎng)，分析了泥沙、有機(jī)氮、硝酸氮、有機(jī)磷、溶解態(tài)磷污染負(fù)荷的分布狀況及其與降雨、產(chǎn)水等因素的相關(guān)關(guān)系;空間方面，分析了各子流域的非點(diǎn)源污染負(fù)荷狀況，借助GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)了非點(diǎn)源污染空間分布的可視化;土地利用方面，通過(guò)對(duì)比分析不同土地利用類型的非點(diǎn)源污染負(fù)荷，明確了林地、草地、耕地、工礦及未利用地的非點(diǎn)源污染負(fù)荷狀況。
　　(6)非點(diǎn)源污染控