汾河水庫(kù)流域非點(diǎn)源特征及污染貢獻(xiàn)模擬研究.pdf

1、針對(duì)非點(diǎn)源污染對(duì)水環(huán)境影響的問(wèn)題，以山西省自然科學(xué)基金為依托，選取汾河水庫(kù)控制流域?yàn)檠芯繉?duì)象，通過(guò)對(duì)非點(diǎn)源污染產(chǎn)生機(jī)制的研究，建立流域非點(diǎn)源污染模型；應(yīng)用“3S”技術(shù)、空間插值技術(shù)、可視化技術(shù)等，對(duì)流域數(shù)據(jù)進(jìn)行提取和處理，對(duì)流域進(jìn)行離散化；采用SUF I-2算法，以Re、R2、NS作為約束指標(biāo)，對(duì)模型進(jìn)行率定和驗(yàn)證；通過(guò)對(duì)流域內(nèi)非點(diǎn)源污染負(fù)荷的定量化研究，揭示研究區(qū)非點(diǎn)源污染的時(shí)空分布規(guī)律，識(shí)別污染的關(guān)鍵區(qū)，確定流域內(nèi)不同污染源、河流及

2、土地利用類型對(duì)非點(diǎn)源污染負(fù)荷的貢獻(xiàn)；分析不同情景對(duì)泥沙量、總氮及總磷的影響，探求控制非點(diǎn)源污染的最佳措施。本研究可為流域非點(diǎn)源污染的治理提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。主要成果如下：
　?。?）非點(diǎn)源污染模型的建立：針對(duì)非點(diǎn)源污染的產(chǎn)生過(guò)程，即降雨徑流的形成過(guò)程、徑流沖刷和土壤侵蝕的過(guò)程、泥沙和氮磷等污染物流失的過(guò)程，建立了包括水文子模型、泥沙子模型、污染物流失子模型的非點(diǎn)源污染模型。
　?。?）流域數(shù)據(jù)處理：應(yīng)用“3S”技術(shù)、空間

3、插值技術(shù)、可視化技術(shù)等，對(duì)流域的空間數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行了提取和處理，對(duì)研究區(qū)5268km2進(jìn)行了子流域和水文響應(yīng)單元的劃分，實(shí)現(xiàn)了流域的離散化。
　?。?）參數(shù)率定和模型驗(yàn)證：采用SUF I-2算法，以Re、R2、NS作為約束指標(biāo)，應(yīng)用流域水文站點(diǎn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行了率定和驗(yàn)證，結(jié)果顯示Re、R2、NS均達(dá)到了要求，表明所建立的模型能夠模擬汾河水庫(kù)流域的徑流過(guò)程、泥沙過(guò)程及水質(zhì)過(guò)程。
　?。?）非點(diǎn)源污染特征及貢獻(xiàn)分析：應(yīng)

4、用率定和驗(yàn)證后的模型，通過(guò)對(duì)流域徑流量、泥沙量和非點(diǎn)源氮、磷污染負(fù)荷的定量化模擬，對(duì)研究區(qū)非點(diǎn)源污染負(fù)荷的時(shí)空分布特征及貢獻(xiàn)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，結(jié)果表明，流域非點(diǎn)源污染負(fù)荷量年際間變化較大，每年6-10月，非點(diǎn)源污染負(fù)荷量明顯高于其他月份；各子流域非點(diǎn)源污染負(fù)荷差異性較大；嵐縣西北部及靜樂(lè)縣東南部是主要污染區(qū)域；流域非點(diǎn)源污染源中環(huán)境背景值及化肥流失對(duì)流域總氮及總磷負(fù)荷的貢獻(xiàn)率較大，禽畜養(yǎng)殖、生活污水的貢獻(xiàn)率較?。涣饔蚋骱恿鞯?、磷負(fù)荷量差

5、異性較大，汾河干流（婁煩段）作為主要的入庫(kù)河流，氮、磷負(fù)荷量最大，支流中嵐河氮、磷負(fù)荷量最大；土地利用類型中，林地非點(diǎn)源污染負(fù)荷最小，耕地最大，草地、人居地介于二者之間。
　　（5）情景分析：對(duì)比分析了施肥量、緩沖帶及化肥施用方式的變化對(duì)流域內(nèi)泥沙量、總氮及總磷負(fù)荷的影響，結(jié)果表明減少施肥量、設(shè)置緩沖帶、化肥深施有利于減少流域內(nèi)的非點(diǎn)源污染負(fù)荷，其中設(shè)置緩沖帶的效果最佳，說(shuō)明增加林草覆蓋率，實(shí)施退耕還林等是控制流域內(nèi)非點(diǎn)源污染負(fù)荷