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基于SWAT模型的晋江西溪流域非点源污染模拟

作　者: 荣琨
导　师: 陈兴伟
学　校: 福建师范大学
专　业: 环境工程
关键词: SWAT模型非点源污染空间分布土地利用/覆被变化(LUCC) 晋江西溪
分类号: X50
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 239次
引　用: 4次
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内容摘要

非点源污染是指由于降雨产流过程中的冲刷、侵蚀或者灌溉等,使得大面积上的污染物进入水体造成的污染,已经成为我国水环境恶化的重要诱因。晋江西溪流域主要位于东南沿海的泉州市境内,是福建省内水土流失最严重的区域,随着近年来工业污水等点源污染得到有效控制,非点源污染的影响日益显著,研究晋江西溪流域的非点源污染具有重要意义。运用GIS软件建立了由DEM、土地利用、土壤、降雨等数字化资料构成的SWAT模型数据库,将流域划分为21个亚流域与309个水文响应单元,利用1973～1979年氨氮与矿物磷各年的输出总量实测资料对氨氮与矿物磷的模拟结果进行率定,氨氮年模拟效率系数(Ens)为0.69,相关系数(R~2)为0.95,7年平均相对误差(RE)为-18.6%;同期矿物磷年模拟Ens为0.79,R~2为0.85,平均RE为-1.5%。模型计算结果的分析表明,1973～1979年,西溪流域各年非点源污染物的输出量较为均衡,年内总氮、总磷负荷随季节呈不规则的“M”形态变化;流域非点源污染负荷与土地利用方式有密切关系,水田与旱地两者相加产生了研究区非点源总氮、总磷污染总量的66%、83%;西溪流域非点源污染的空间分布不平衡,蓝溪流域更严重;SWAT模型能较好的模拟预测东南沿海植被恢复后流域产流、产沙、非点源污染的年变化与月变化;植被恢复对产沙与非点源污染的影响远大于产流;西溪流域由于土地利用变化所造成的非点源污染由20世纪70年代的年均1530 t N(6.3kg N/ha)与266 t P(1.1 kg P/ha)上升到2001年的2641 t N(10.8 kg N/ha)与542 t P(2.2kg P/ha),非点源总氮、总磷污染分别增长了72%、104%;对水系分维的初步研究表明,通常水系分维值越大,非点源污染负荷越大。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-5
中文文摘  5-8
目录  8-11
第一章绪论  11-17
  1.1 问题提出  11
  1.2 非点源污染的特点  11-12
  1.3 非点源污染模拟研究进展  12-15
    1.3.1 国外非点源污染模拟研究进展  12-13
    1.3.2 国内非点源污染研究进展  13-15
  1.4 研究内容及意义  15-17
第二章研究区概况  17-23
  2.1 地质地貌  17-18
  2.2 气候径流  18
  2.3 植被土壤  18-19
  2.4 水土流失  19-20
  2.5 社会经济  20-23
第三章 SWAT模型的原理  23-31
  3.1 水文过程模型  23-24
  3.2 土壤侵蚀模型  24
  3.3 污染负荷模型  24-28
    3.3.1 地表径流中的氮磷迁移转化  24-26
    3.3.2 河道中的氮磷转化过程  26-28
  3.4 农业管理模型  28-31
    3.4.1 模型输入方式  28
    3.4.2 植物生长模拟  28-29
    3.4.3 农业管理操作模拟  29-31
第四章西溪流域SWAT模型构建与参数率定  31-51
  4.1 基础数据  31-43
    4.1.1 投影及DEM数据  31-32
    4.1.2 子流域划分与HRU设定  32-35
    4.1.3 土地利用数据  35-36
    4.1.4 土壤数据  36-41
    4.1.5 气象数据  41
    4.1.6 农业管理措施  41-43
    4.1.7 点源污染资料  43
  4.2 模型参数的率定  43-51
    4.2.1 模拟评价指标  44
    4.2.2 径流参数率定  44-46
    4.2.3 产沙参数率定  46-47
    4.2.4 营养物参数率定  47-51
第五章模型计算结果分析  51-63
  5.1 非点源污染负荷年际变化  51-52
  5.2 非点源污染负荷年内变化  52-54
  5.3 非点源污染的空间分布  54-56
  5.4 各水系非点源污染负荷贡献  56-58
  5.5 非点源污染与水系分维关系研究  58-63
    5.5.1 水系分维的意义  58
    5.5.2 分维值的计算方法  58-59
    5.5.3 非点源污染与水系分维关系分析  59-63
第六章土地利用类型对非点源污染的影响研究  63-75
  6.1 不同土地利用的产出对比  63-65
  6.2 植被恢复对非点源污染的影响  65-68
    6.2.1 研究区植被恢复的情景设定  65-66
    6.2.2 模拟结果分析  66-68
  6.3 2001 年土地利用方式对非点源污染的影响  68-73
    6.3.1 2001年与1985年土地利用对比  68-69
    6.3.2 结果分析  69-73
  6.4 防治建议  73-75
第七章总结与展望  75-77
  7.1 主要结论  75-76
  7.2 研究的不足  76-77
参考文献  77-85
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果  85-87
致谢  87-89
个人简历  89-91

基于SWAT模型的晋江西溪流域非点源污染模拟

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