基于WASP模型灞河流域水质目标管理方案研究

来源 :陕西科技大学 | 被引量 : 7次 | 上传用户:xiaosheng07
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灞河流域是秦岭山区与渭河的连接带,是西安市总规划生态区的纽带,是西安市经济发展区的脐带。近些年,灞河流域内人口逐年上升,居民对生活质量需求也不断提高,而流域水资源短缺,水污染严重,生态功能失调,影响着居民生存条件和经济水平。故而需详细了解灞河流域内主要污染物质,不同污染类型的污染程度,河流水体对污染物的降解能力和剩余容量,依据现状,提出管理方案,对解决民生问题和经济可持续发展等多方面都有重要意义。本文以灞河流域为研究区域,开展水质监测与评价。利用2015年度自动监测统计数据核算点源污染负荷,采用流域损失输出系数模型核算非点源污染负荷。以WASP模型为工具,分析水质与污染负荷的关系。以功能区达标为目标,借鉴TMDL计划,分配和削减流域内污染负荷,构建灞河流域污染源水质管理模式。(1)灞河流域21个监测断面中,2015年、2016年与2017年氨氮Si大于1的监测断面占比分别为71.42%、61.9%、66.67%;在秦汉大道灞河桥断面,5次降雨期间氨氮、TP和TN浓度算术均值均小于3次非降雨期间氨氮、TP和TN浓度算术均值;对比5次降雨过程,水位低时,氨氮、TP和TN浓度偏高,水位高时,氨氮、TN浓度偏低,而TP浓度变化不明显;对比3次非降雨期,水位低时,氨氮、TP和TN浓度偏高;降雨期氨氮、TP和TN的RSD均值0.16大于非降雨期间RSD均值0.06。(2)2015年灞河流域氨氮污染负荷的入河量为1098.79 t/a,点源污染负荷为240.12 t/a,非点源污染负荷858.67 t/a,其中畜禽养殖>土地利用>点源污染>农村生活;非点源负荷中43.8%来自畜禽养殖,15.6%来自农村生活,40.6%来自不同土地利用类型。(3)河流概化为14个河段,采用现场实测法确定氨氮降解系数值,结果表明:氨氮降解系数与流速呈正相关;降雨期间氨氮降解系数(均值为0.39 d-1)大于非降雨期间氨氮降解系数(均值0.23 d-1);汛期5次降雨与3次非降雨期间氨氮降解系数值在0.21-0.46 d-1之间变化,模型参数取其均值0.31 d-1。(4)经参数率定与模型验证,模型可作为灞河流域水质预测与管理的有效工具。基础情景表明:全流域河段达标率枯水期(11月-2月)为38.45%,平水期(3月-6月)达标率为25.26%,丰水期(7月-10月)均不达标。情景模拟表明:削减负荷在一定程度上保障了水质达标状况,情景D方案全流域河段达标率在枯水期和平水期,高达89.28%,在丰水期为73.02%。(5)基于马渡王水文站近20年实测流量值(1991年-2010年)50%保证率,核算灞河流域氨氮的水环境容量为303.70 t/a。为实现功能区达标目标,灞河上游非点源总削减率超过70%,非点源削减量位居前三的河段为:Seg3(148.71 t/a)>Seg1(140.61 t/a)>Seg4(104.35 t/a)。因此,灞河流域水质管理可进行分区、分层次、分季节削减。流域上游重点控制非点源污染,优化土地利用类型,推广畜禽养殖规模化发展;流域下游优先控制点源污染,建立从污染负荷的产生到排放流程一体化管理系统;根据季节流量计算其最大允许排污量,开展流域动态管理。
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