缺资料流域径流与非点源污染模拟研究--以清潩河为例

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清潩河是颍河最大的一条支流,其中约67%在许昌境内,主要担负沿河区域防洪、排涝、纳污及许昌市城区景观水的重要功能,河流水质污染严重。近几年针对清潩河流域的水环境综合整治主要集中在工业废水及城镇生活污水排放的点源控制研究上,而忽略了非点源污染对流域水质的影响。因此本文以清潩河非点源污染为研究重点,为清潩河水环境质量整体提升和功能恢复提供科学依据。
  本文以清潩河为例构建缺资料流域径流与非点源污染模型,采用颍河黄桥水文站以上流域为模型研究区,对缺乏实测径流资料的清潩河流域进行流量推求,在此基础上进行清潩河流域非点源污染模拟研究,分析其时空分布规律,识别非点源污染关键区,并依据污染贡献率分析给出非点源污染防治措施,可为清潩河流域非点源污染控制管理提供参考。主要得出的结论如下:
  (1)根据地形、土壤、土地利用及气象资料建立适用于颍河流域(黄桥水文站以上)的SWAT模型基础数据库。基于数字高程模型(DEM)提取流域河网水系图,并将其划分为37个子流域,通过加载土地利用、土壤类型及坡度,将流域划分为349个水文响应单元(HRUs).
  (2)采用模型参数移植法将已校准的颍河流域模型应用于清潩河流域。1964-1973年模拟结果在清潩河流域三里桥水文站的相对误差(Re)、决定系数(R2)、Nash-suttcliffe模拟效率系数(Ens)分别为6.025%、0856、0841,模拟值与实测值之间拟合程度良好,可将该模型用于推求清潩河流域2001-2013逐月径流量。
  (3)从年际和年内两个方面对流域径流和非点源污染负荷时空分布规律进行分析。在时间尺度上,径流量与非点源污染负荷的年际变化规律为:丰水年>平水年>枯水年,年内径流量和非点源污染负荷产出主要集中在汛期;在空间尺度上,丰水年径流量和非点源污染负荷主要集中在清潩河流域许昌段,平水年和枯水年则主要集中在流域下游临颍县、鄢陵县境内。
  (4)通过计算清潩河流域非点源TN、TP的浓度值,识别出非点源TN、TP污染关键区主要集中在许昌县、长葛市境内;从流域支流水系分区和污染来源两个方面对非点源TN、TP的贡献率进行了分析,结果显示小泥河水系分区非点源氮磷的贡献率最高;非点源产生的四个因素中,除自然因素外,化肥流失对非点源TN的贡献率最大,畜禽养殖对非点源TP的贡献率最大。
  本文结合流域自身特点和非点源污染贡献率的分析结果,为清潩河流域非点源污染防治措施提出建议。
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