基于GIS的大通湖流域水環(huán)境演變特征及污染總量控制研究.pdf

1、流域水環(huán)境質(zhì)量惡化已經(jīng)成為威脅我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的重要因素，是我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)進(jìn)程中的重大挑戰(zhàn)。本文選取湖南省益陽(yáng)市大通湖流域?yàn)檠芯繀^(qū)，大通湖是湖南省最大的內(nèi)陸淡水湖，近年來(lái)大通湖流域大量的工業(yè)廢水及農(nóng)業(yè)、生活污水進(jìn)入大通湖流域，致使大通湖流域水質(zhì)污染狀況不斷加劇，水環(huán)境質(zhì)量問(wèn)題日益突出。文章以空間地理信息技術(shù)（GIS）空間分析功能為基礎(chǔ)，分析了大通湖流域的自然環(huán)境特征，構(gòu)建了用于流域水質(zhì)目標(biāo)管理的控制單元，揭示了2007年-2011年大通

2、湖流域化學(xué)需氧量（COD）的濃度變化的時(shí)空分布特征，并識(shí)別出流域水環(huán)境質(zhì)量惡化的主要驅(qū)動(dòng)因素。以遙感（RS）影像信息為數(shù)據(jù)源，通過(guò)圖像解譯，獲取了大通湖流域的土地利用類型分類現(xiàn)狀，綜合考慮流域范圍內(nèi)的點(diǎn)源污染和非點(diǎn)源污染，以月份為單位，基于控制單元核算出各單元COD污染負(fù)荷及水環(huán)境容量，建立了污染物負(fù)荷總量分配體系，并提出污染物控制對(duì)策建議，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)目標(biāo)管理技術(shù)，對(duì)大通湖流域水環(huán)境質(zhì)量的改善具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文有如下幾點(diǎn)

3、結(jié)論：
　?。?）實(shí)現(xiàn)了流域水質(zhì)目標(biāo)管理技術(shù)
　　全文貫穿水污染總量控制的“總量-容量-削減量”理念，在“分類、分區(qū)、分級(jí)、分期”的指導(dǎo)思想下，以控制單元為基本單位，兼顧流域自然環(huán)境與行政管理特點(diǎn)，提出控制單元總量分配方案，實(shí)現(xiàn)流域控制單元水質(zhì)目標(biāo)管理技術(shù)。
　?。?）建立了流域水質(zhì)管理控制單元
　　以大通湖流域自然地形地貌特征為基礎(chǔ)，結(jié)合水質(zhì)監(jiān)測(cè)控制斷面及縣鄉(xiāng)行政邊界等指標(biāo)，基于ArcGIS10.1平臺(tái)，將大通

4、湖流域劃分為4個(gè)基本的水質(zhì)管理目標(biāo)控制單元，以現(xiàn)有地方政策法規(guī)為導(dǎo)向，確定各控制單元的水質(zhì)目標(biāo)。
　?。?）估算了控制單元污染負(fù)荷入河量
　　在劃定的控制單元基礎(chǔ)上，分點(diǎn)源污染（工業(yè)污染源、城鎮(zhèn)生活源）和非點(diǎn)源污染（農(nóng)田徑流污染源、禽畜養(yǎng)殖污染源、農(nóng)村生活源）進(jìn)行污染負(fù)荷入河量估算。結(jié)果表明，大通湖流域COD入河總量為14610.1t/a，非點(diǎn)源污染入河量占總?cè)牒恿康?7.6％，點(diǎn)源污染入河量占總?cè)牒恿康?4.8%，非點(diǎn)源污

5、染是大通湖流域COD的主要污染來(lái)源。從控制單元看，COD入河量的30.3%來(lái)自于控制單元4，27.0%來(lái)自于控制單元2，23.9%來(lái)自于控制單元1，18.9%來(lái)自于控制單元3?？刂茊卧?為非點(diǎn)源比例最高的控制單元，達(dá)到95.0%；控制單元2為點(diǎn)源污染比例最高的控制單元，為42.3%。
　?。?）分析了流域COD濃度時(shí)空變化特征及驅(qū)動(dòng)因素
　　2007-2011年間，大通湖流域各控制單元水質(zhì)均呈現(xiàn)出不同程度惡化趨勢(shì)，控制單元3

6、水質(zhì)惡化的相對(duì)程度最為嚴(yán)重，為Ⅳ類水；其次為控制單元1和控制單元2，也達(dá)到Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)；控制單元4的COD濃度相對(duì)變化最小。從COD濃度變化的季節(jié)差異看，大部分水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面均表現(xiàn)出多雨季COD濃度高于少雨季，反映出河流有機(jī)物污染與區(qū)域季節(jié)降水變化有關(guān)，且不同污染類型為主的控制單元，季節(jié)變化特征受降水影響的程度也不同。
　　通過(guò)對(duì)一系列社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行偏最小二乘回歸分析得出，不同控制單元水質(zhì)變化的主要因素不同，控制單元1和控制單元4主

7、要驅(qū)動(dòng)因素為經(jīng)濟(jì)發(fā)展因素，控制單元2和控制單元3主要驅(qū)動(dòng)因素為人口發(fā)展因素。
　?。?）提出了流域污染負(fù)荷削減方案
　　采用河流一維模型計(jì)算大通湖流域各控制單元逐月COD水環(huán)境容量，計(jì)算得出大通湖流域COD水環(huán)境容量總計(jì)為10961.0 t/a，控制單元1-4的水環(huán)境容量分別為1743.3t/a、3917.4t/a、1960.6t/a、3339.7t/a。設(shè)置不同情景分配方案，采用三層分配體系，以月份為單位，逐步將污染物削減