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SWAT模型在苕溪流域非点源污染研究中的应用

作　者: 金婧靓
导　师: 王飞儿
学　校: 浙江大学
专　业: 环境工程
关键词: 非点源污染太湖苕溪流域 SWAT模型
分类号: X52
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

非点源污染已经成为我国水环境恶化和湖泊富营养化的重要诱因,控制非点源污染对于改善区域水环境具有重要的意义。太湖流域社会经济发达,但水环境已经处于富营养化状态。农业非点源污染已经成为太湖水污染的主要来源之一。苕溪是太湖重要入湖河道,也是沿河区域主要的水源。鉴于此,本研究采用美国农业部开发的SWAT模型对苕溪流域的非点源污染进行模拟研究,构建苕溪流域非点源污染模型,对流域的非点源污染情况进行模拟和分析,为苕溪流域水环境综合整治提供科学依据与有效经验。。主要研究内容和成果如下：(1)根据现场调查和资料收集,建立苕溪流域非点源模型数据库,为模型运行提供支撑。利用苕溪流域的瓶窑大桥(东苕溪)和港口(西苕溪)两个站点的监测数据,对SWAT模型径流和水质参数进行率定和验证。模拟结果的误差分析表明校准后的流域非点源污染模型适用于该研究区,且模拟效果较好。(2)应用SWAT模型模拟结果,结合GIS地理信息系统,对研究区的产流、产沙、非点源污染输出进行了空间分析。结果表明,苕溪流域土壤侵蚀空间分布特征与降水空间分布有一定的相关性；苕溪流域非点源污染单位面积产生量,北部高于南部,东部高于西部,中部地区最少。(3)非点源污染模型模拟结果显示,耕地所产生的单位面积泥沙和污染物负荷远大于其他类型。降雨对流域非点源污染的输出有着直接影响,年内有机氮、硝态氮、氨氮产量呈不规则的“W”形态变化,在雨季前后期,营养盐的输出分别会有一个“小高峰”,因此雨季是流域内非点源输出的重点时段。研究区子流域平均坡度与子流域产生的泥沙负荷、有机氮负荷以及硝态氮负荷呈显著性相关关系。(4)基于不同施肥情况的情景分析表明,减少化肥施用量对研究区非点源污染的削减具有一定的效果,但并不显著。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
ABSTRACT  7-9
目录  9-11
第一章绪论  11-31
  1.1 引言  11-13
    1.1.1 非点源污染  12
    1.1.2 非点源污染特征  12-13
  1.2 非点源污染模型研究  13-20
    1.2.1 非点源污染模型发展历史  13-14
    1.2.2 国内外非点源污染模型研究  14-19
    1.2.3 非点源污染模型发展趋势  19-20
  1.3 SWAT模型及其应用  20-28
    1.3.1 模型简介  21-23
    1.3.2 模型基础数据库  23-24
    1.3.3 SWAT模型的应用进展  24-27
    1.3.4 SWAT模型的改进研究  27-28
  1.4 研究内容及技术路线  28-31
    1.4.1 研究目标  28-29
    1.4.2 研究内容  29
    1.4.3 技术路线  29-31
第二章研究区概况  31-36
  2.1 研究区概况  31-33
    2.1.1 气候水文  31-32
    2.1.2 土地利用现状  32
    2.1.3 植被概况  32-33
  2.2 社会经济概况  33-34
    2.2.1 行政区划及其人口  33
    2.2.2 经济状况  33-34
  2.3 水环境现状  34-36
第三章苕溪流域非点源污染基础数据库构建  36-55
  3.1 空间数据库  36-40
    3.1.1 数据来源及分辨率  36
    3.1.2 地图投影变换  36
    3.1.3 DEM的生成  36-37
    3.1.4 土地利用数据处理  37-38
    3.1.5 土壤类型数据处理  38-39
    3.1.6 水系图  39-40
  3.2 属性数据库  40-47
    3.2.1 土壤属性数据库  40-42
    3.2.2 气象资料数据库  42-46
    3.2.3 水质水文监测数据库  46-47
  3.3 子流域划分  47
  3.4 HRU分配  47-49
  3.5 污染源分析  49-55
    3.5.1 非点源污染  49-51
    3.5.2 点源污染  51-55
第四章参数敏感性分析及模型率定和验证  55-67
  4.1 模型参数敏感性分析  55-58
    4.1.1 方法  55
    4.1.2 原理  55-56
    4.1.3 敏感性分析结果  56
    4.1.4 主要参数物理意义  56-58
  4.2 模型率定和验证  58-67
    4.2.1 率定和验证的技术路线  59-60
    4.2.2 径流参数率定和验证  60-65
    4.2.3 营养盐参数率定和验证  65-67
第五章基于SWAT模型的非点源污染评价  67-76
  5.1 流域非点源输出空间分布特征  67-70
    5.1.1 泥沙负荷输出空间分布特征  67-68
    5.1.2 流域非点源输出空间分布  68-69
    5.1.3 水系非点源污染负荷  69-70
  5.2 流域非点源污染输出影响因子分析  70-74
    5.2.1 土地利用类型  70-72
    5.2.2 降雨条件  72-73
    5.2.3 坡度  73-74
  5.3 施肥量对非点源污染负荷的影响  74-76
第六章结论与展望  76-79
  6.1 研究结论  76-77
  6.2 存在的不足  77
  6.3 研究展望  77-79
参考文献  79-85
作者简历  85

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