论文题目: 三峡库区农业非点源污染及其模型模拟研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 农业资源利用
作者: 余炜敏
导师: 魏朝富,谢德体
关键词: 三峡库区,农业非点源污染,模拟
文献来源: 西南农业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 在点源污染逐渐的到控制后,非点源污染对环境的影响开始显现出来,并且成为损害水质的重要源头。由于非点源污染源的不确定性和污染影响范围的广阔性,使得人们不可能在野外对所有非点源污染进行监测。因此,非点源污染的评价是一个多学科交叉合作的研究,涉及统计分析,3S技术,水文学和土壤学等学科,这些不同学科之间需要一些手段有机联系起来以适合于非点源污染研究。非点源污染模型的作用就是揉和其它多种学科的先进理论和技术而建立的模拟工具,它通过模拟自然界非点源污染,简化非点源污染物产生,迁移,转化的水文、物理和化学过程,可以为制定合理措施较好地管理和控制非点源污染物进入水体,达到减缓或消除污染对水体质量的影响,实现资源的可持续利用服务。非点源污染模型经过50多年的发展,逐渐得到完善,特别是利用3S技术对传统模型进行改造,使得模型由纯数学问题转向一种系统决策工具、以帮助预测非点源污染的程度并对各种水域管理措施进行评价,同时,把传统的非点源污染与专家系统或各种人工智能工具相结合,开发非点源模型信息平台,为非点源污染研究和防治提供有利工具。以往的模型研究多数集中于单一坡面的土壤侵蚀,较少涉及坡面泥沙沉积,泥沙输移,也较少研究流域尺度的产沙,而实际上,对于水环境来说,整个流域坡面产生的泥沙经过输送,沉积后进入水体的泥沙量比坡面直接产生的土壤流失更值得关注,因为只有进入水体的泥沙才会对水环境造成影响。 三峡水库建成后,水土环境将发生很大变化,而由于其特殊的地理位置和农业结构,库区将面临的农业非点源污染压力会越来越大。本研究采用对比分析,统计分析和模型模拟的方法,探讨三峡库区农业非点源污染的发生,污染负荷,以及三峡流域农业非点源污染的农业非点源污染过程和机理,为全库区控制和减缓农业非点源污染提供依据,以保护长江三峡水土环境及库区生态,经济,社会的可持续发展。主要研究结果如下: 1 三峡库区农业非点源特征 随着三峡库区的点源污染的有效治理,农业非点源污染已经成为库区水体的主要污染物,特别是来自农田的固体悬浮物对长江水体的污染贡献率达90%。三峡库区地貌主要以丘陵、山地为主,
论文目录:
摘要
Abstract
第1章 文献综述
1 非点源污染发生机理
1.1 降雨径流
1.2 土壤侵蚀
1.3 地表溶质溶出
1.4 土壤溶质的渗漏过程的研究
2 非点源污染研究方法
2.1 野外实地监测
2.1.1 综合试验场法
2.1.2 源类型划分法
2.2 人工模拟
2.3 计算机模拟
3 非点源污染模型
3.1 非点源污染模型类型
3.1.1 经验模型
3.1.2 过程模型
3.1.3 概念模型
3.1.4 随机模型
3.2 非点源污染常用模型及其评价
3.2.1 USLE
3.2.2 AGNPS
3.2.3 ANSWERS
3.2.4 WEPP
3.2.5 SHE
3.2.6 HSPF
3.2.7 SWAT
3.3 模型校正及模型间的比较
3.4 非点源污染模型发展前景
3.4.1 非点源污染模型与3S技术
3.4.2 非点源污染与BMP
3.4.3 城市非点源污染研究
3.4.4 非点源污染模型与大型流域管理
4 农业非点源污染的控制与管理
5 结语
第2章 立项依据与研究方案
1 研究目的与意义
2 研究目标与研究内容
2.1 研究目标
2.2 研究内容
2.2.1 非点源污染对比研究
2.2.2 三峡库区农业非点源污染研究
2.2.3 三峡库区农业非点源污染模型模拟研究
3 研究材料与方法
3.1 三峡库区概况
3.1.1 地质地貌
3.1.2 气候
3.1.3 植被资源
3.1.4 库区水文
3.1.5 土壤类型及其分布
3.1.6 三峡库区经济和社会概况
3.1.7 农村能源
3.1.8 耕地环境
3.1.9 三峡库区土壤环境质量
3.2 研究方法
3.2.1 野外及实验分析项目
3.2.2 计算机模拟
第3章 三峡库区水环境污染及与太湖流域对比研究
1 三峡库区水环境变化特征
1.1 三峡库区长江干流水体环境质量现状及其变化特征
1.1.1 三峡库区长江干流水环境质量及评价
1.1.2 三峡水库对长江干流重庆库段总体影响
1.2 三峡库区支流水体环境质量现状及其变化特征
1.2.1 三峡库区支流水环境质量及评价
1.2.2 三峡成库后对支流的影响
1.3 三峡库区河滨带水-土相互作用
1.3.1 周期性淹水对母岩风化成土及水土流失的影响
1.3.2 库水周期性涨落对河滨带水土流失影响
1.3.3 库区水质对河滨带土壤影响
2 三峡库区与太湖流域非点源污染对比研究
2.1 太湖流域与三峡库区概况
2.2 太湖流域与三峡库区自然地理对比
2.2.1 气候
2.2.2 地势地貌
2.2.3 土壤资源
2.2.4 水系
2.2.5 地表水资源
2.2.6 植被
2.2.7 土地类型
2.3 太湖流域与三峡库区水环境比较
2.3.1 太湖流域水环境现状
2.3.2 三峡库区水环境状况
2.3.3 三峡库区潜在的污染风险
2.4 农业非点源污染对比
2.4.1 太湖农业非点源污染
2.4.2 三峡库区非点源污染
3 小结
第4章 三峡库区农业非点源污染负荷
1 化肥施用
2 N肥污染
2.1 N肥损失
2.2 N对土壤污染的源强
2.3 N对地表水的污染
2.4 N对地下水污染
2.5 回归方程误差分析
3 P肥污染
3.1 P肥损失
3.2 P肥对土壤污染源强
3.3 P肥对地表水污染
3.4 P肥的地下淋溶
3.5 回归方程误差分析
4 农药污染
5 牲畜排泄物污染
6 水土流失
6.1 库区土壤侵蚀
6.2 库区输沙量
6.3 库区主要支流输沙量
7 小结
第5章 三峡库区小流域GEOWEPP模型构建
1 模型选择
2 模型结构与参数
2.1 模型结构
2.1.1 气候模块
2.1.2 冬季水文
2.1.3 灌溉模块
2.1.4 水文模块
2.1.5 植物生长模块
2.1.6 土壤侵蚀模块
2.1.7 流域水文与侵蚀模块
2.1.8 流域蓄水模块
2.2 模型参数
2.2.1 主要气候参数
2.2.2 坡面参数
2.2.3 土壤参数
2.2.4 植物与田间管理参数
2.3 模型估算机理
3 三峡库区小流域GEOWEPP参数确定
3.1 地理参数的确定
3.2 气象参数的确定
3.3 土壤参数的确定
3.4 作物参数的确定
4 小结
第6章 三峡库区流域非点源污染模型验证
1 小江数字地图与河道系统
2 泥沙污染负荷估算
2.1 坡面径流
2.2 坡面土壤产沙量
2.3 Channels 产沙模拟
2.4 单次降雨事件输沙模拟
2.5 管理方案泥沙模拟
3 营养物污染负荷估算
3.1 坡面养分流失
3.2 流域水体N，P污染负荷
4 模型检验
5 小结
第7章 结论与讨论
1 主要结论
1.1 三峡库区农业非点源特征
1.2 三峡库区水土环境变化
1.3 三峡库区化肥N，P污染负荷
1.4 牲畜粪便污染
1.5 三峡库区泥沙污染
1.6 GEOWEPP对三峡库区小流域泥沙量模拟
1.7 GEOWEPP对三峡库区小流域泥农业非点源营养物污染模拟
2 研究特色与创新
3 讨论
3.1 三峡库区农业非点源污染的重点
3.2 河滨带利用和保护
3.3 GEOWEPP模型的应用
3.4 三峡库区农业非点源污染控制对策建议
参考文献
致谢
发布时间: 2005-07-19
参考文献
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