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环鄱阳湖区面源污染负荷的估算及预测评价

作　者: 康晚英
导　师: 傅春
学　校: 南昌大学
专　业: 水利水电工程
关键词: 鄱阳湖区面源污染负荷输出系数模型灰色预测模型 Markov转移矩阵
分类号: X524
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着农业生产的现代化、集约化和产业化的快速发展,农业面源污染突现,成为水体污染的主要污染。由于农业面源污染具有明显的不确定性、扩散性、潜伏性、间歇性以及分布广泛的特性,因此,其时空分布特征和污染控制成为当今研究中一大难题。鄱阳湖区经济发展主要依靠农业,近年来农业的发展尤其是畜牧养殖业的发展和环湖区人口的增长,使得农村面源污染愈来愈严重。系统的分析鄱阳湖区面源污染中氮磷负荷分布特点以及营养源贡献率等,为鄱阳湖区合理配置农业资源、学规划农业产业布局,大力推广友好节约型农业技术提供必要的科学依据。本文以鄱阳湖区周边12县市为研究区域,以氮、磷2种污染物为研究对象,以土地利用、畜禽以及农业人口为三大主要营养源,结合GIS,运用输出系数模型,估算现状年1997～2007年面源污染负荷。同时借助马尔柯夫模型和灰色预测模型预测未来10年土地利用变化和畜禽人口的变化,从而得到预测2011～2020年的面源污染负荷,通过对比分析,得到以下主要结论：(1)总的来说,现状年与预测年相比,环鄱阳湖区的面源污染总氮、总磷负荷有明显递增的趋势。现状年环鄱阳湖区年平均输出TN/TP负荷分别为63114.944吨和5771.221吨,预测年为74134.776吨和6695.886吨,年平均增长率为17.46%和16.02%。(2)预测年2011-2020年与现状年1997-2007年相比,环鄱阳湖区各大营养源的贡献率有相同的变化趋势：畜禽输出的TN/TP负荷都是逐年增加,而且增加的速度是三大营养源中最快的。这是因为畜禽养殖规模随社会经济的发展不断扩大,由此造成的面源污染也越来越大；农业人口输出负荷的贡献率有下降的趋势,主要是因为农业人口随着城市化的发展逐渐减少；行政区划不变的前提下,环鄱阳湖区范围内的总土地面积是不变了,城市化的发展促使耕地逐年减少,使得土地输出荷的TN/TP负荷贡献率随时间有递减的趋势,TN负荷的贡献率减少趋势比TP负荷要快。(3)在各种土地利用类型输出的TN/TP负荷中,耕地、水域和城镇用地输出的TN/TP负荷居前三位,未利用地输出的负荷贡献最小。主要是原因如下：首先是六种土地利用类型中,耕地和水域面积占有率居前两名,而未利用地面积古有率最小；其次是耕地受农业耕作方式的影响最大,是农药化肥的直接承纳者,水产养殖直接影响到水域的水质,而未利用地基本处于比较原始状态,受人类生产和生活影响较小。(4)鄱阳湖区范围内各县市中,预测年2011-2020年与现状年1997-2007年相比,各县市的污染负荷强度都有所增加且属南昌市辖增加幅度最大。南昌地区四县市的面源污染负荷强度均高于全区范围内的平均污染负荷强度；九江地区6个县市中4县市面源污染负荷强度低于全区范围内的平均污染负荷强度。这主要是由于鄱阳湖区各县市的社会经济发展水平和种植结构都不同导致的。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
第1章绪论  9-17
  1.1 面源污染的概述  9-11
    1.1.1 面源污染概念和特征  9-10
    1.1.2 面源污染的来源和分类  10-11
    1.1.3 面源污染的危害  11
  1.2 国内外研究进展  11-13
    1.2.1 国外研究进展  11-13
    1.2.2 国内研究进展  13
  1.3 鄱阳湖区面源污染研究进展  13-14
  1.4 本课题研究的目的和意义  14-15
  1.5 本课题主要研究内容与技术路线  15-17
    1.5.1 课题研究的主要内容  15
    1.5.2 研究方法和技术路线  15-17
第2章环鄱阳湖区自然社会概况及基础数据的建立  17-34
  2.1 研究范围  17-18
  2.2 鄱阳湖区自然概况  18-19
  2.3 鄱阳湖区社会经济概况  19-22
  2.4 土地利用和植被情况  22
  2.5 基础数据的建立  22-34
    2.5.1 研究所需数据的准备  22-23
    2.5.2 土地利用数据  23-29
    2.5.3 农业人口和禽畜数据  29-34
第3章环鄱阳湖区面源污染负荷现状估算  34-50
  3.1 模型介绍  34-36
    3.1.1 早期的输出系数模型  34-35
    3.1.2 经典输出系数模型----JOHNES等人开发的输出系数模型  35-36
    3.1.3 本研究采用的模型  36
  3.2 输出系数的选取  36-40
    3.2.1 土地利用类型输出系数  36-39
    3.2.2 农业人口、畜禽输出系数的选取  39-40
  3.3 鄱阳湖区1997-2007年面源污染负荷估算  40-41
    3.3.1 环鄱阳湖区面源污染负荷估算  40-41
  3.4 基于GIS环鄱阳湖区面源污染负荷现状分析  41-50
    3.4.1 环鄱阳湖区TN/TP负荷时间分布特征  41-44
    3.4.2 环鄱阳湖区面源污染TN/TP负荷空间分布特征  44-50
第4章环鄱阳湖区面源污染负荷的预测  50-71
  4.1 土地利用/土地覆盖变化的预测  50-57
    4.1.1 土地利用变化的各种预测方法  50-51
    4.1.2 MARKOV转移矩阵下环鄱阳湖区各种土地利用类型的预测  51-57
  4.2 未来农业人口和畜禽规模的预测  57-63
    4.2.1 人口预测模型及农业人口预测模型  58-59
    4.2.2 畜禽养殖规模的预测  59-63
  4.3 鄱阳湖地区面源污染TN/TP负荷预测结果  63-66
    4.3.1 预测年面源污染TN/TP负荷量  63
    4.3.2 各营养源对TN/TP负荷的贡献分析  63-66
  4.4 不同土地利用方式对污染负荷的贡献分析  66-71
第5章环鄱阳湖区各地区污染负荷分析  71-85
  5.1 鄱阳湖区各县市污染负荷强度分析  71-77
  5.2 南昌地区负荷分析  77-79
  5.3 九江地区负荷分析  79-82
  5.4 上饶地区负荷分析  82-85
第6章结论与展望  85-88
  6.1 结论  85-86
  6.2 创新之处  86
  6.3 不足之处与展望  86-88
致谢  88-89
参考文献  89-92
攻读学位期间的研究成果  92

环鄱阳湖区面源污染负荷的估算及预测评价

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