论文摘要
非点源污染指溶解性或固体污染物在大面积降水和径流冲刷作用下汇入受纳水体而引起的水体污染。本论文的主要工作是选取渭河华县断面以上流域进行了非点源污染模拟计算,分析了渭河流域非点源氮污染产出特点。研究中采用美国农业部农业研究局（ARS）开发的SWAT模型进行非点源污染模拟计算,SWAT模型是一个连续时间的分布式模型,可以预测流域内复杂变化的下垫面条件、土地利用方式及不同管理措施对流域产汇流、产输沙及非点源污染物质的产输出的长期影响。模型模拟需要收集和整理图形、气象、土壤属性及管理措施等大量数据。首先利用GIS软件将各种图形文件转换到同一投影坐标系,将气象和其它数据转换成SWAT模型相匹配的格式。再通过SWAT自动地形分析软件包（TOPAZ）由流域DEM生成河网、划分子流域,并计算子流域和河道的地形参数,通过叠加土地利用图和土壤类型图得到SWAT最小计算单元水文响应单元（HRU）,对土壤类型和土地利用进行了分类,为流域各土壤类型建立了土壤物理性质数据库。然后利用实测数据对模型进行了参数率定,并对关键性参数进行了敏感性分析。考虑到研究区域面积达到11万km2,率定后的模型具有一定的精确度,可用于该研究区域非点源氮污染负荷的模拟计算。利用了1987～1990年华县水文站实测的径流、泥沙数据和污染物数据对模型进行调参,用相对误差和Nash-Sutcliffe模拟系数判断模型参数率定和验证结果的合理性,结果证明SWAT模型对渭河流域非点源氮污染模拟具有很好的适用性。利用率定好的模型对不同典型年进行了模拟计算,结果分析表明,不同典型年流量、泥沙量和非点源氮污染负荷量差别显著。随降雨径流特别是暴雨径流过程产生的非点源氮污染负荷在丰水年较大,而枯水年相对较小;年内计算也表明非点源氮污染负荷主要集中在汛期。通过空间产出分析指出了非点源氮污染产生的关键性区域和关键性河段。最后,根据模型计算结果,结合国内外经验提出渭河流域非点源氮污染防治措施。
论文目录
摘要Abstract目录1 概述1.1 课题研究背景及意义1.1.1 非点源概述1.1.2 渭河流域概况1.2 非点源污染研究综述1.2.1 国外研究现状1.2.2 国内研究现状1.2.3 渭河流域的非点源研究进展1.2.3.1 西安市黑河引水工程水源保护与非点源污染研究1.2.3.2 灌区污染研究1.2.3.3 路面径流污染1.2.3.4 渭河干流非点源污染研究1.2.3.5 渭河支流非点源污染研究1.2.4 SWAT模型研究和应用进展1.2.5 非点源污染研究存在问题及发展趋势1.3 研究内容1.4 技术路线2 SWAT模型基本原理2.1 SWAT模型概述2.2 SWAT模型原理2.2.1 产汇流模型2.2.1.1 水文循环的陆地阶段2.2.1.2 水文循环的演算阶段2.2.1.3 地表径流2.2.1.4 蒸散发量2.2.1.5 土壤水2.2.1.6 地下水2.2.2 土壤侵蚀模型USLE'>2.2.2.1 土壤侵蚀因子KUSLEUSLE'>2.2.2.2 植被覆盖和管理因子CUSLEUSLE'>2.2.2.3 保持措施因子PUSLEUSLE'>2.2.2.4 地形因子LSUSLE2.2.2.5 CFRG因子2.2.3 污染负荷模型2.2.3.1 溶解态氮（硝态氮）污染负荷模型2.2.3.2 吸附态氮（有机氮）污染负荷模型2.2.3.3 溶解态磷污染负荷模型2.2.3.4 吸附态磷（有机磷和矿物质磷）污染负荷模型2.2.3.5 河道中各种形态氮的转化2.2.4 流域非点源污染模拟3 渭河流域SWAT模型输入数据库的构建3.1 SWAT模型的输入数据3.2 流域DEM3.3 流域土壤类型3.4 流域土地利用3.5 流域气象资料3.6 子流域的划分3.7 HUR分配3.8 作物管理措施4 SWAT模型的率定和验证4.1 概述4.2 径流参数率定和验证4.2.1 径流分割4.2.2 径流参数率定方法4.2.3 基流4.2.4 直接径流4.2.5 径流4.3 泥沙参数率定和验证4.3.1 泥沙参数率定方法4.3.2 泥沙参数率定结果与分析4.4 污染物参数的率定和检验4.4.1 污染物参数率定方法4.4.2 污染物率定结果与分析4.5 参数的敏感性分析4.6 率定小结5 模型计算结果与分析5.1 不同典型年计算结果5.2 非点源氮污染产出的时间分布特性分析5.3 非点源氮污染产出的空间分布特性分析5.3.1 流域内降雨量的空间分布5.3.2 流域内径流的空间分布5.3.3 流域内泥沙负荷的空间分布5.3.4 流域内有机氮负荷的空间分布5.3.5 流域内硝酸盐氮负荷的空间分布5.4 非点源污染防治措施建议6 结论与建议6.1 结论6.2 不足与建议6.2.1 不足之处6.2.2 建议致谢参考文献附录
相关论文文献
标签：非点源污染论文; 模型论文; 渭河流域论文; 参数率定论文; 模型验证论文;
