基于SWAT模型的秦皇島市非點(diǎn)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(lái)水環(huán)境質(zhì)量下降和生態(tài)功能退化等問(wèn)題日益顯現(xiàn)。隨著點(diǎn)源污染控制技術(shù)的逐步完善和成熟,非點(diǎn)源污染日益受到人們的重視。SWAT模型作為一個(gè)分布式的物理模型,能夠模擬和預(yù)測(cè)不同管理模式和土地利用模式下大尺度復(fù)雜流域內(nèi)徑流、泥沙、化學(xué)物質(zhì)等變化情況,是進(jìn)行非點(diǎn)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(yù)測(cè)秦皇島入海河流污染時(shí)空演變,開(kāi)展最佳管理措施BMPs的研究。論文的主要研究?jī)?nèi)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(zhì)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等數(shù)據(jù)和資料,構(gòu)建了SWAT模型空間數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)。其中,在構(gòu)建土壤數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí),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(gòu)建天氣發(fā)生器時(shí),利用了日照時(shí)數(shù)與輻射日值以及日平均氣溫和露點(diǎn)溫度的相關(guān)關(guān)系。通過(guò)子流域的劃分、水文響應(yīng)單元的劃分、污染源分析、管理情景的設(shè)置,建立了基于SWAT模型的秦皇島市陸域污染負(fù)荷預(yù)測(cè)模型。根據(jù)水文水質(zhì)觀測(cè)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(duì)模型參數(shù)進(jìn)行了率定和驗(yàn)證,結(jié)果顯示模擬結(jié)果能夠滿足要求,模型具有較強(qiáng)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(fù)荷,分析了非點(diǎn)源污染變化規(guī)律;結(jié)合點(diǎn)源的排放,模擬統(tǒng)計(jì)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(zhì)變化過(guò)程及規(guī)律。
　　(3)利用SWAT模型,模擬預(yù)測(cè)了不同設(shè)計(jì)水情(豐水年、

4、平水年和枯水年)下秦皇島非點(diǎn)源污染時(shí)空變化規(guī)律和近岸海域各入海河流水質(zhì)狀況。通過(guò)對(duì)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(diǎn)源污染的統(tǒng)計(jì),得出在時(shí)間上污染負(fù)荷的產(chǎn)出和降水徑流存在正相關(guān),污染負(fù)荷大量產(chǎn)出多出現(xiàn)在汛期和豐水年,非點(diǎn)源污染負(fù)荷量豐水年>平水年>枯水年,證明非點(diǎn)源污染負(fù)荷量與降水量存在密切聯(lián)系;在空間上,統(tǒng)計(jì)的三種非點(diǎn)源負(fù)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(diǎn)源污染負(fù)

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(guān),而青龍地區(qū)非點(diǎn)源負(fù)荷相對(duì)較小。
　　(4)利用SWAT模型探討了秦皇島農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的最佳管理措施(BMPs)。通過(guò)對(duì)入海河流TN和TP總量的削減量對(duì)比可知,消減量遵循沼氣池>植被過(guò)濾帶>測(cè)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(jiǎn)單疊加,而是略小于其和;通過(guò)對(duì)各河流的削減比例對(duì)比可知,沼氣池的措施對(duì) TN和 TP的減污效果均是最好;通過(guò)對(duì)入