基于SWAT模型的秦皇島市非點源污染分析及最佳管理措施研究.pdf

1、秦皇島作為著名的濱海旅游勝地,近年來水環(huán)境質量下降和生態(tài)功能退化等問題日益顯現(xiàn)。隨著點源污染控制技術的逐步完善和成熟,非點源污染日益受到人們的重視。SWAT模型作為一個分布式的物理模型,能夠模擬和預測不同管理模式和土地利用模式下大尺度復雜流域內徑流、泥沙、化學物質等變化情況,是進行非點源污染模擬與控制研究的有效工具。本文基于SWAT模型,模擬和預測秦皇島入海河流污染時空演變,開展最佳管理措施BMPs的研究。論文的主要研究內容如下:

2、>　　(1)根據(jù)秦皇島DEM、土地利用、土壤類型、氣象、水文、水質、社會經濟等數(shù)據(jù)和資料,構建了SWAT模型空間數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。其中,在構建土壤數(shù)據(jù)庫時,利用了三次樣條插值法以及SPAW軟件估算土壤的物理屬性;在構建天氣發(fā)生器時,利用了日照時數(shù)與輻射日值以及日平均氣溫和露點溫度的相關關系。通過子流域的劃分、水文響應單元的劃分、污染源分析、管理情景的設置,建立了基于SWAT模型的秦皇島市陸域污染負荷預測模型。根據(jù)水文水質觀測數(shù)據(jù),采用LH-O

3、AT法分析了水文水環(huán)境敏感性參數(shù),利用SWAT-CUP中的SUFI-2方法對模型參數(shù)進行了率定和驗證,結果顯示模擬結果能夠滿足要求,模型具有較強的適用性。
　　(2)利用SWAT模型,模擬了現(xiàn)狀年(2011年)秦皇島市陸域污染負荷,分析了非點源污染變化規(guī)律;結合點源的排放,模擬統(tǒng)計了入海河流氨氮、總氮和總磷三種污染物入海量,分析了入海河流逐日的水質變化過程及規(guī)律。
　　(3)利用SWAT模型,模擬預測了不同設計水情(豐水年、

4、平水年和枯水年)下秦皇島非點源污染時空變化規(guī)律和近岸海域各入海河流水質狀況。通過對豐水年(1974年)、平水年(2005年)和枯水年(2009年)的氨氮、總氮和總磷非點源污染的統(tǒng)計,得出在時間上污染負荷的產出和降水徑流存在正相關,污染負荷大量產出多出現(xiàn)在汛期和豐水年,非點源污染負荷量豐水年>平水年>枯水年,證明非點源污染負荷量與降水量存在密切聯(lián)系;在空間上,統(tǒng)計的三種非點源負荷空間分布規(guī)律基本一致,人口較多的撫寧、盧龍、昌黎非點源污染負

5、荷較大,這與這些地區(qū)耕地面積較廣,畜禽養(yǎng)殖量較多密切相關,而青龍地區(qū)非點源負荷相對較小。
　　(4)利用SWAT模型探討了秦皇島農業(yè)非點源污染的最佳管理措施(BMPs)。通過對入海河流TN和TP總量的削減量對比可知,消減量遵循沼氣池>植被過濾帶>測土配方>等高種植的規(guī)律,且多措施協(xié)同消減總量不等同于四種管理措施消減量的簡單疊加,而是略小于其和;通過對各河流的削減比例對比可知,沼氣池的措施對 TN和 TP的減污效果均是最好;通過對入