基于GIS的烏江流域(貴州境內(nèi))非點源污染評價.pdf

1、水是人類生存不可或缺的資源，水環(huán)境污染問題愈來愈受到人們的重視。隨著對點源污染控制能力的提高，非點源污染問題成為當(dāng)前研究中的熱點，而對非點源污染進行定量化研究的最直接、最有效的途徑就是建立模擬模型?；诖藷狳c問題，本文選擇烏江流域(貴州境內(nèi))作為研究區(qū)，在ArcGIS平臺上建立了一個簡單、快速評價流域非點源污染的方法，它考慮流域的空間異質(zhì)性，且只需很少的參數(shù)。該方法用一個分辨率較高的柵格數(shù)字高程模型(DEM)將整個流域劃分成100 m×

2、100 m的格網(wǎng)，計算每個柵格里產(chǎn)生的地表徑流量和非點源污染負荷。通過模擬流域地表水流，追蹤每個柵格中的水流流向，模擬非點源污染物在流域河網(wǎng)中的運動過程。該方法能計算一個區(qū)域水文系統(tǒng)年均非點源污染物的負荷，并能估算出由非點源污染在河網(wǎng)中產(chǎn)生的各污染物濃度值。
　　 通過本項研究，能識別出流域內(nèi)非點源污染嚴重區(qū)域，還可以快速模擬土地利用變化對流域非點源污染的影響，從而為流域今后的規(guī)劃和綜合治理提供科學(xué)依據(jù)。通過系統(tǒng)的研究，本文主要

3、研究成果如下：
　　 1．建立了烏江流域(貴州境內(nèi))非點源污染數(shù)據(jù)庫(空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫)，這不僅有力地支撐了研究區(qū)非點源污染評價研究，同時對于在研究區(qū)開展其它方面的研究也是一個有力的支撐。
　　 2．基于Arc Hydro Tools和DEM自動提取的流域河網(wǎng)與1∶25萬數(shù)字水系相比較，兩者在總體上吻合較好，特別是兩者的主干河道基本重合，這正是在DEM預(yù)處理中用AGREE算法將主干河網(wǎng)與DEM融合的效果;但也有少部

4、分地區(qū)(地形平坦處，地形坡度≤3°或受人類活動影響較大的區(qū)域)兩者存在較大差異，如將紅楓湖、百花水庫等湖泊水庫區(qū)描述成河道了，在東干渠和西干渠處，由于人工河渠改變了水流的自然方向，使得提取河網(wǎng)與實際河網(wǎng)差別很大。
　　 3．以流域內(nèi)的5個水文站為子流域出口，分別描繪相應(yīng)子流域，比較自動提取流域面積與實際量測結(jié)果，結(jié)果表明自動提取的子流域面積與實際量測子流域面積非常接近，相對誤差在9％以內(nèi)，能達到1∶25萬數(shù)據(jù)的精度要求。

5、　　 4．以流域內(nèi)5個子流域的地表徑流量，降雨量和土地利用百分比為輸入?yún)?shù)，利用多元回歸分析工具建立流域降雨徑流模型，結(jié)果表明模擬相對誤差在7％以內(nèi)，證明所建降雨徑流模型能滿足模擬需要，模擬精度較高。
　　 5．流域出口處的年均非點源總氮(TN)和總磷(TP)輸出通量分別為40309ton和2607 ton。從流域內(nèi)各大支流控制的子流域來看，野濟河流域由于其中的耕地面積大(占流域面積的51.21％)，以3.03％的流域面積分別

6、貢獻了4.08％和3.95％的非點源總氮(TN)和總磷(TP)負荷；而湘江流域，由于其中的林地面積占主導(dǎo)地位(占流域面積的68.94％)，以8.45％的流域面積只分別輸出了6.40％和6.06％的非點源總氮(TN)和總磷(TP)負荷。因此，對非點源污染的控制要從耕地和草地著手，需要優(yōu)先治理的流域為野濟河流域、三岔河流域、貓?zhí)恿饔颉⑵珟r河流域、烏江下干流流域。
　　 6．模擬的非點源總氮(TN)和總磷(TP)濃度值在流域上游明顯

7、大于下游。比較水質(zhì)監(jiān)測點濃度值與對應(yīng)的模擬濃度值，可以發(fā)現(xiàn)在貴陽站和湘江站的觀測值大大超過模擬值：貴陽站的總氮(TN)濃度觀測值為9.37 mg/l，模擬值為2.94 mg/l，總磷(TP)濃度觀測值為0.68 mg/l，模擬值為0.19 mg/l;湘江站的總氮(TN)濃度觀測值為5.77 mg/l，模擬值為1.98 mg/l，總磷(TP)濃度觀測值為0.27 mg/l，模擬值為0.13 mg/l。另外在思南站的總磷(TP)的觀測值也大