土地利用变化对饮用水源地非点源污染源强的影响分析 ——以合肥市董铺水库为例

论文摘要

在我国经济高速发展的同时,关系人民群众切身利益的饮水安全状况堪忧。饮用水作为一类用途最为重要的水资源,目前在水质、水量及资源管理方面存在着诸多问题,老百姓饮用水安全已受到严重威胁。在饮用水水源地点源污染得到有效控制以来,非点源污染成为威胁水质安全的重要因素。本文在对董铺水库流域的近十年（1996-2005年）土地利用变化分析的基础上,利用输出系数模型中的Johns模型和Soranno磷通量模型对流域内的TN、TP污染负荷进行估算,在董铺水库TN、TP环境容量的计算基础上,利用线性规划的方法对土地利用类型进行线性优化。本文的主要研究内容和结论有以下几个方面:（1）种植业用地的TN、TP非点源污染负荷比例均占总负荷50%强。农田地表径流是董铺水库流域非点源污染的重要来源。（2）从1996年至2005年十年间,董铺水库流域种植业面积变化率小于21%,而最高年份比最低年份单位面积的氮肥、磷肥施用量分别增加了2.9倍、7.89倍,十年间种植业的非点源污染负荷变化率与氮肥、磷肥的年均施用量变化率呈较好的对应关系。（3）十年间城镇用地TN、TP非点源污染负荷呈现逐年增长的趋势,自1996年至2005年,共增长了1.96倍。（4）根据Johnes模型和Soranno磷通量模型得出的董铺水库流域内2005年TN和TP非点源污染负荷源强分别为257.07t/a、14.89t/a,经监测数据验证TN估算值较准确,而TP估算值误差稍大。（5）线性优化后的董铺水库流域土地利用最优年收益为68772万元,TN污染负荷为80.6t/a,TP污染负荷为6.24 t/a。（6）根据董铺水库流域的非点源污染特点提出相应的污染防治措施:有效地控制土地利用性质的变更;精准化平衡施肥;农村固体废物资源化处理;人工湿地净化系统;农业生产结构的调整;物理防护工程;适当鱼类养殖;与大气污染防治相结合等。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 国内外相关研究综述
• 1.2.1 水库型饮用水源地污染研究情况
• 1.2.2 非点源污染的模型研究综述
• 1.2.3 城市边缘区的土地利用变化趋势
• 1.2.4 线性规划在环境学上的应用
• 1.3 研究内容、目标和技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究目标
• 1.3.3 技术路线
• 第二章 研究方法和研究区域
• 2.1 数据来源和研究方法
• 2.1.1 数据来源
• 2.1.2 研究方法
• 2.1.3 Johnes模型
• 2.1.4 Soranno磷通量模型
• 2.1.5 水环境容量模型
• 2.1.6 线性规划
• 2.2 研究区域的背景分析
• 2.3 董铺水库营养状态评价
• 2.4 研究区域土地利用情况变化
• 第三章 模型的应用
• 3.1 模型选择的原因
• 3.2 模型参数的确定
• 3.2.1 输出系数的确定
• 3.2.2 P值的确定
• 3.3 Johns模型计算出的NSP负荷的值
• 3.4 Soranno磷通量模型计算出的总磷负荷
• 3.5 模型的适应性检验
• 3.6 误差成因及分析
• 3.7 小结
• 第四章 模型的修正与应用
• 4.1 模型修正分析
• 4.2 水文因素
• 4.2.1 水文因素的影响
• 4.2.2 降雨影响系数α的确定
• 4.3 流域损失
• 4.3.1 流域年径流模数与非点源TN监测值的相关分析
• 4.3.2 流域损失影响
• 4.4 Soranno磷通量模型的修正
• 第五章 土地利用类型线性优化
• 5.1 水库的水环境容量
• 5.1.1 营养盐模型
• 5.1.2 容量计算
• 5.2 基于水库流域非点源防治的用地规划
• 5.2.1 线性规划模型
• 5.2.2 求解
• 5.2.3 优化方案的规划相符性
• 第六章 水库型饮用水源地非点源污染的防治措施
• 6.1 有效地控制土地利用性质的变更
• 6.2 精准化平衡施肥
• 6.3 农村固体废物资源化处理
• 6.4 人工湿地净化系统
• 6.5 物理防护工程
• 6.6 农业生产结构的调整
• 6.7 适当鱼类养殖
• 6.8 与大气污染防治相结合
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读同等学力硕士期间的工作成果
• 致谢