基于LUCC的烏裕爾河流域非點(diǎn)源污染模擬預(yù)測(cè)及調(diào)控.pdf

1、隨著點(diǎn)源污染有效控制，非點(diǎn)源污染已成為當(dāng)今河流和湖泊污染的重要誘因。非點(diǎn)源污染受降水、地形地貌、土地利用方式等自然和人為因素共同作用下形成，由于很多自然因素人類無(wú)法改變，而改變土地利用方式就成為非點(diǎn)源污染控制的關(guān)鍵因素之一。不合理的土地利用方式和管理模式會(huì)導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失、水土流失，形成對(duì)流域大面積的非點(diǎn)源污染。烏裕爾河作為扎龍濕地的主要供給水源，其水質(zhì)直接關(guān)系到扎龍濕地自然保護(hù)區(qū)的水環(huán)境質(zhì)量。烏裕爾河流域地處黑土農(nóng)業(yè)區(qū)、內(nèi)陸半干旱區(qū)、

2、黑龍江省重要的商品糧基地之一，是農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染研究的典型區(qū)。因此，進(jìn)行烏裕爾河流域不同土地利用情景下的非點(diǎn)源污染定量研究，提出控制流域非點(diǎn)源污染的最佳土地利用情景及措施，對(duì)保護(hù)流域水環(huán)境、實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本研究旨在通過(guò)遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）與分布式水文模型（SWAT）結(jié)合的技術(shù)手段，探討 SWAT2005模型在烏裕爾河流域非點(diǎn)源污染模擬的適用性，實(shí)現(xiàn)對(duì)研究區(qū)的非點(diǎn)源污染的定量

3、評(píng)價(jià)，確定主要污染危險(xiǎn)區(qū)和主控因子；結(jié)合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（SD）與空間格局模型（CLUE-S）預(yù)測(cè)未來(lái)不同土地利用變化情景下，烏裕爾河流域的非點(diǎn)源污染情況及對(duì)扎龍濕地帶來(lái)的可能影響；通過(guò)探討流域土地利用最佳管理模式，進(jìn)而提出流域非點(diǎn)源污染的控制對(duì)策。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)法和綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)法，對(duì)烏裕爾河流域水環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，2011年8月烏裕爾河流域的主要污染物為總氮、總磷和高錳酸鹽；流域綜合水質(zhì)

4、指數(shù)為3.631，處于III類水質(zhì)，部分區(qū)域尚未達(dá)到該流域的功能區(qū)水質(zhì)要求；從空間分布來(lái)看，氮磷污染較為嚴(yán)重的區(qū)域主要分布在克山、依安附近；高錳酸鹽污染嚴(yán)重的區(qū)域主要分布在北安、克山和富裕附近。⑵基于流域非點(diǎn)源污染空間和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建，對(duì)SWAT2005模型中徑流和水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行了率定與驗(yàn)證，模擬效果分析表明，徑流部分的模擬誤差保證在20％以內(nèi)，非點(diǎn)源污染模擬的相對(duì)誤差在30%以內(nèi)，相關(guān)系數(shù)R2大于0.6，模型效率系數(shù)Ens大于0.5，

5、滿足模型率定、驗(yàn)證的精度要求，可見(jiàn)，率定后的模型適用于烏裕爾河流域非點(diǎn)源污染過(guò)程的模擬研究，且模擬效果較好。⑶采用SD和CLUE-S模型預(yù)測(cè)2025年三種情景下流域土地利用空間格局變化。從模擬精度來(lái)看，SD模型對(duì)土地利用需求的模擬誤差小于10%，CLUE-S模型的空間模擬結(jié)果通過(guò)檢驗(yàn)，Kappa值為0.74。結(jié)果表明：三種不同情景下發(fā)展到2025年土地利用空間格局存在很大的差別?；赟WAT模型對(duì)三種土地利用情景非點(diǎn)源污染的定量化研究，

6、分析了土地利用變化對(duì)流域非點(diǎn)源污染的影響。生態(tài)可持續(xù)發(fā)展情景下的土地利用變化帶來(lái)流域非點(diǎn)源氮磷濃度削減，sub1，sub4，sub13，sub24，sub29，sub10氮磷濃度削減尤為明顯；經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展情景下的土地利用變化致使流域內(nèi)氮磷流失尤為嚴(yán)重，此種發(fā)展模式最為不適合區(qū)域非點(diǎn)源污染的治理；自然情景下的土地利用變化將會(huì)導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)各個(gè)子流域氮磷流失出現(xiàn)不同程度的增加，1980年以來(lái)現(xiàn)有土地利用的自然發(fā)展趨勢(shì)并不利于流域非點(diǎn)源污染的治理

7、。⑷烏裕爾河流域非點(diǎn)源污染關(guān)鍵源區(qū)的識(shí)別，結(jié)果表明：已有93%的子流域總磷和66%的子流域總氮的濃度超過(guò)國(guó)家地表水環(huán)境II類水質(zhì)；子流域3，21是氮磷污染較為嚴(yán)重的子流域區(qū)域，即在克東縣和依安縣附近。分析其原因，子流域3處于流域上游水源地林地和耕地農(nóng)牧區(qū)的過(guò)渡地帶，坡度相對(duì)較大，開(kāi)墾坡地和不適當(dāng)?shù)脑炝址绞娇赡軐?dǎo)致水土流失、化肥農(nóng)藥淋失，而子流域21內(nèi)耕地和建設(shè)用地面積比重最大，生活污水和化肥施用是導(dǎo)致該區(qū)域氮磷污染嚴(yán)重的主要因素。⑸根據(jù)