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随着对点源污染控制能力的提高,非点源污染的严重性已经逐步显现出来。在全球范围内,非点源污染已是导致水环境恶化的首要原因。本文在全面阐述国内外非点源污染模型发展的基础上,应用最新版本的分散参数连续性非点源模型SWAT,对中等尺度流域-增江流域的非点源污染进行了模拟。
首先,收集和整理增江流域内地形、土地利用和土壤类型、气象、水文等空间和属性数据,建立适用于SWAT模拟分析的研究区非点源污染基础数据库。应用SWAT的流域描述模块进行流域特征分析,生成流域水系河网、将增江流域划分成59个子流域,并计算子流域和河道的地形参数;通过叠加土地利用、土壤类型和地形坡度离散化分类数据进一步定义为334个水文响应单元(HRus)。
利用1990-1997年麒麟咀水文站实测得到的月平均流量对水文模拟进行参数率定,用1998-2000的月平均流量对模型模拟结果进行验证。采用决定系数R<2>和Nash-Sutcliffe效率系数Ens对水文参数率定和验证的结果进行评定,R<2>和Ens均大于0.8,表明对增江流域的水文模拟有很好的适应性。与污染物相关的参数利用2000年的6次监测结果对模型进行参数调整,验证结果表明模拟出的水质结果和实际比较符合,可应用于增江流域的非点源污染研究。
本文模拟了增江流域研究区2000年的非点源污染状况,分析了流域非点源污染负荷的空间和时间分布特征,时间上非点源污染集中发生在汛期,空间上非点源污染分布不均,受多种因素的影响。计算了流域内主要的土地利用类型的单位面积非点源污染负荷产出情况,其中水田对于非点源污染负荷产出的贡献大。通过设计不同的情景分析,模拟出了不同施肥量和畜禽养殖规模对非点源污染物的产出影响,与2000年模拟的基准情景进行的对比,得出减少化肥施用水平对溶解态氮磷负荷削减比例较大,而畜禽养殖规模的变化对吸附态氮及氨氮负荷的影响较大。最后根据流域自身特点和模拟的结果及国内外的经验提出增江流域非点源污染的控制和治理措施。