基于LUCC的烏裕爾河流域非點源污染模擬預(yù)測及調(diào)控.pdf

1、隨著點源污染有效控制，非點源污染已成為當今河流和湖泊污染的重要誘因。非點源污染受降水、地形地貌、土地利用方式等自然和人為因素共同作用下形成，由于很多自然因素人類無法改變，而改變土地利用方式就成為非點源污染控制的關(guān)鍵因素之一。不合理的土地利用方式和管理模式會導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)流失、水土流失，形成對流域大面積的非點源污染。烏裕爾河作為扎龍濕地的主要供給水源，其水質(zhì)直接關(guān)系到扎龍濕地自然保護區(qū)的水環(huán)境質(zhì)量。烏裕爾河流域地處黑土農(nóng)業(yè)區(qū)、內(nèi)陸半干旱區(qū)、

2、黑龍江省重要的商品糧基地之一，是農(nóng)業(yè)非點源污染研究的典型區(qū)。因此，進行烏裕爾河流域不同土地利用情景下的非點源污染定量研究，提出控制流域非點源污染的最佳土地利用情景及措施，對保護流域水環(huán)境、實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。
　　本研究旨在通過遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）與分布式水文模型（SWAT）結(jié)合的技術(shù)手段，探討 SWAT2005模型在烏裕爾河流域非點源污染模擬的適用性，實現(xiàn)對研究區(qū)的非點源污染的定量

3、評價，確定主要污染危險區(qū)和主控因子；結(jié)合系統(tǒng)動力學(xué)（SD）與空間格局模型（CLUE-S）預(yù)測未來不同土地利用變化情景下，烏裕爾河流域的非點源污染情況及對扎龍濕地帶來的可能影響；通過探討流域土地利用最佳管理模式，進而提出流域非點源污染的控制對策。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用單因子水質(zhì)標識法和綜合水質(zhì)標識法，對烏裕爾河流域水環(huán)境現(xiàn)狀進行了定量評價。結(jié)果表明，2011年8月烏裕爾河流域的主要污染物為總氮、總磷和高錳酸鹽；流域綜合水質(zhì)

4、指數(shù)為3.631，處于III類水質(zhì)，部分區(qū)域尚未達到該流域的功能區(qū)水質(zhì)要求；從空間分布來看，氮磷污染較為嚴重的區(qū)域主要分布在克山、依安附近；高錳酸鹽污染嚴重的區(qū)域主要分布在北安、克山和富裕附近。⑵基于流域非點源污染空間和屬性數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，對SWAT2005模型中徑流和水質(zhì)參數(shù)進行了率定與驗證，模擬效果分析表明，徑流部分的模擬誤差保證在20％以內(nèi)，非點源污染模擬的相對誤差在30%以內(nèi)，相關(guān)系數(shù)R2大于0.6，模型效率系數(shù)Ens大于0.5，

5、滿足模型率定、驗證的精度要求，可見，率定后的模型適用于烏裕爾河流域非點源污染過程的模擬研究，且模擬效果較好。⑶采用SD和CLUE-S模型預(yù)測2025年三種情景下流域土地利用空間格局變化。從模擬精度來看，SD模型對土地利用需求的模擬誤差小于10%，CLUE-S模型的空間模擬結(jié)果通過檢驗，Kappa值為0.74。結(jié)果表明：三種不同情景下發(fā)展到2025年土地利用空間格局存在很大的差別?；赟WAT模型對三種土地利用情景非點源污染的定量化研究，

6、分析了土地利用變化對流域非點源污染的影響。生態(tài)可持續(xù)發(fā)展情景下的土地利用變化帶來流域非點源氮磷濃度削減，sub1，sub4，sub13，sub24，sub29，sub10氮磷濃度削減尤為明顯；經(jīng)濟加速發(fā)展情景下的土地利用變化致使流域內(nèi)氮磷流失尤為嚴重，此種發(fā)展模式最為不適合區(qū)域非點源污染的治理；自然情景下的土地利用變化將會導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)各個子流域氮磷流失出現(xiàn)不同程度的增加，1980年以來現(xiàn)有土地利用的自然發(fā)展趨勢并不利于流域非點源污染的治理

7、。⑷烏裕爾河流域非點源污染關(guān)鍵源區(qū)的識別，結(jié)果表明：已有93%的子流域總磷和66%的子流域總氮的濃度超過國家地表水環(huán)境II類水質(zhì)；子流域3，21是氮磷污染較為嚴重的子流域區(qū)域，即在克東縣和依安縣附近。分析其原因，子流域3處于流域上游水源地林地和耕地農(nóng)牧區(qū)的過渡地帶，坡度相對較大，開墾坡地和不適當?shù)脑炝址绞娇赡軐?dǎo)致水土流失、化肥農(nóng)藥淋失，而子流域21內(nèi)耕地和建設(shè)用地面積比重最大，生活污水和化肥施用是導(dǎo)致該區(qū)域氮磷污染嚴重的主要因素。⑸根據(jù)