苕溪流域地表水水質(zhì)綜合評價與非點源污染模擬研究.pdf

1、盡管在工業(yè)點源與城鎮(zhèn)生活污水控制治理方面取得重大進展，我國水污染問題仍然嚴重，農(nóng)田化肥徑流、農(nóng)藥以及集約化畜禽養(yǎng)殖排放等非點源污染已經(jīng)成為流域地表水主要污染源之一。為有效地控制流域非點源污染，需要制定與執(zhí)行科學可行的計劃，而流域水質(zhì)評價與非點源負荷定量評估則為此提供重要的決策依據(jù)。本研究主要針對流域地表水水質(zhì)綜合評價與非點源污染模擬進行研究。以太湖苕溪流域為研究區(qū)域，主要研究內(nèi)容包括:應(yīng)用自組織特征映射（Self-Organizing

2、Map，SOM）與哈斯圖技術(shù)(HasseDiagram Technique，HDT)對流域地表水水質(zhì)進行綜合評價;基于支持向量機方法建立流域各項地表水水質(zhì)分類模型并予以優(yōu)化;建立苕溪流域HSPF模型對非點源污染負荷進行定量化模擬評估。主要結(jié)論如下:
　　 (1)應(yīng)用自組織映射與哈斯圖方法對地表水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)集進行分類、建模、解釋與評估，揭示了流域水質(zhì)特征。選取高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮與總磷指標進行HDT綜合分析，結(jié)果反映流域上游

3、水質(zhì)較好，中、下游水質(zhì)相對較差;敏感性分析表明西苕溪流域的高錳酸鹽指數(shù)、總氮以及總磷存在較大的環(huán)境風險。
　　 (2)基于支持向量機方法，選取徑向基函數(shù)為核函數(shù)，建立溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮和總磷的支持向量機分類模型，并使用交叉檢驗與網(wǎng)格搜索對模型參數(shù)進行優(yōu)化。將優(yōu)化后的模型應(yīng)用于苕溪流域水質(zhì)評價，結(jié)果顯示所建立的模型具有良好的分類性能，優(yōu)于傳統(tǒng)線性判別分析與二次判別分析的分類能力。
　　 (3)運用GIS、BA

4、SINS等建立了HSPF模型所需要的空間數(shù)據(jù)庫與屬性數(shù)據(jù)庫，建立了苕溪流域HSPF模型，并對模型的水文、泥沙、營養(yǎng)鹽等模擬模塊分別進行了校正與驗證。采用用相對誤差（RE）以及Nash-Suttcliffe效率系數(shù)(Ens)對模型模擬效果進行評估。結(jié)果表明水文模塊參數(shù)是適合的，模型HSPF對流量具有較好的模擬能力。對泥沙、營養(yǎng)物氮、磷的模擬效果“一般”。總體上，模擬結(jié)果可接受，模擬精度基本滿足要求，可用于苕溪流域非點源污染過程模擬。

5、>　　 (4)利用HSPF模型對2007年苕溪流域非點源污染總氮、總磷負荷進行估算，并與調(diào)查值比較，結(jié)果顯示苕溪流域非點源總氮負荷模擬值是10698 t，調(diào)查值是9003 t，相對誤差為18.83％;非點源總磷負荷模擬值為1695 t，調(diào)查值為1499 t，相對誤差為13.8％;流域非點源總氮、總磷負荷分別占總污染負荷的51.5％與42.7％。苕溪流域非點源污染已經(jīng)成為重要的污染源。
　　 (5)對苕溪流域農(nóng)業(yè)非點源類型進行H

6、DT敏感性分析，表明流域農(nóng)業(yè)非點源污染負荷主要影響因素是種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)污染。根據(jù)HSPF對苕溪各子流域總氮、總磷輸出結(jié)果作哈斯圖分析，結(jié)合非點源耕地土壤的氮、磷養(yǎng)分負荷，確定了苕溪流域非點源污染重點控制區(qū)域?；诜N植業(yè)不同施肥管理措施情景分析表明，減少化肥施用量對非點源污染削減具有一定的效果，但并不顯著;基于畜禽養(yǎng)殖污染非點源污染控制的情景分析表明，畜禽養(yǎng)殖污染物排放削減50％，總氮與總磷削減率分別達到13.56％與18.73％。最后，