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隐孢子虫是一种水介传播的病原微生物,能够耐氯、且能够“人畜共患”,对人群公共健康形成了威胁。隐孢子虫在我国地表水中广泛存在,构建针对我国实际情况的隐孢子虫流域归趋模型,有助于我国地表水隐孢子虫污染风险评估及提出污染源控减对策,对我国控制隐孢子虫病的感染和暴发有重要意义。 本研究以隐孢子虫污染较严重的三峡库区大宁河流域为例,基于SWAT,结合当地流域水文特点、畜牧业、农业和污水治理情况,构建了流域内的隐孢子虫归趋模型,取得如下主要成果: 1.构建了大宁河流域SWAT产流产沙模型,并基于SWATCUP工具中的SUFI-2方法,以2008-2010年为校正期、2011-2013年为验证期对模型进行了参数敏感性分析、校正、验证和不确定性分析。结果显示,构建的大宁河流域SWAT产流产沙模型的月产流模拟效果非常好(校正期和验证期NS分别达0.93和0.92),产沙模拟效果好(校正期和验证期NS分别达0.74和0.72),且不确定性满足要求,可在该模型的基础上进一步模拟病原微生物在流域里的运输和传播。 2.构建了大宁河流域隐孢子虫归趋模型。在SWAT产流产沙模型的基础上,结合当地流域畜牧业、农业和污水治理情况,构建了隐孢子虫归趋模型,模型模拟结果显示大宁河流域多年平均隐孢子虫浓度值为7.21个/10L,各子流域出口多年平均隐孢子虫浓度范围为1.05~15.59个/10L,与文献中相同时期的实测调查结果非常接近,初步验证本研究所构建的隐孢子虫归趋模型对大宁河流域隐孢子虫的浓度模拟预测结果是合理的。 3.探讨了流域里的隐孢子虫浓度水平的时空分布,不同污染源在各个月份对整个流域和流域出口的隐孢子虫浓度的贡献率以及径流量和施肥对流域水体隐孢子虫浓度高低的影响。对模型模拟预测结果进行分析,结果表明:1)子流域7、8、21的多年平均隐孢子虫浓度最低,子流域4、10、11的多年平均隐孢子虫浓度最高,初步归因于不同子流域城镇人口密度和耕地所占面积比的差异。2)流域出口和整个流域的平均隐孢子虫浓度在全年中4-6月份浓度最高,8-9月份浓度最低,在5月份达到峰值,分别为12.95个/10L和13.50个/10L。3)在1-3月、8-9月、12月,点源污染源贡献的隐孢子虫浓度明显大于非点源污染源;在5-7月和11月,非点源污染源贡献的隐孢子虫浓度明显大于点源污染源;在4月和10月,点源污染源和非点源污染源贡献的隐孢子虫浓度相当。4)隐孢子虫浓度受径流量和施肥耦合作用的影响,要远高于独立作用的影响。 4.利用构建好的大宁河流域隐孢子虫归趋模型进行了流域水体隐孢子虫浓度削减方案情景分析,并提出了两种比较有效的削减方案。削减方案1:在流域内全面建设城镇生活污水处理厂,使所有城镇生活污水经过污水处理厂处理后再排放。削减方案2:将50%的农村居民粪便和畜禽粪便堆肥满56天后再用于施肥。模型模拟结果表明:削减方案1能大幅度的削减水体全年每个月的隐孢子虫浓度,削减率最高达83%;而削减方案2则能更大程度的削减全年峰值时段(5-6月)的水体隐孢子虫浓度。联合使用削减方案1和削减方案2,其削减率为两种削减方案削减率之和,削减效果更加显著。