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汤浦水库数字流域水质管理模型研究

作　者: 施练东
导　师: 胡云进
学　校: 浙江大学
专　业: 水力学及河流动力学
关键词: 汤浦水库水质模型研究
分类号: TV697.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 31次
引　用: 1次
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内容摘要

随着我国经济的发展,水污染的恶化,加剧了水资源短缺：我国江河湖泊普遍遭受污染,全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化,主要淡水湖泊如滇池、巢湖、太湖等富营养化非常严重,有些水域已经丧失水体功能；90%的城市水域污染严重,南方城市总缺水量的60%～70%是由于水污染造成的；我国10%的城市地下水水质日趋恶化。近年的研究表明,农业非点源污染物质的排放,是水污染尤其是水质富营养化的主要原因之一,特别是饮用水源水库、湖泊尤为明显。经研究表明,在以农业为主的地区,随水土流失而损耗的土壤氮量和磷量,分别是森林覆盖区的7倍和10倍。因此,控制农业非点源污染和水土流失,开展流域水质管理模型研究是饮用水源进行水质管理的必要措施。汤浦水库是绍兴市区、绍兴县、上虞市目前唯一的饮用水源,设计最大供水规模为100万t/d,社会地位举足轻重,水资源的可持续利用和水质关系到虞绍平原可持续发展和近300万人民的身体健康,水污染防治工作尤为重要。本文在通过对汤浦水库流域内污染调查的基础上,分析选择适合汤浦水库流域的水质管理模型,建立了基于GIS技术的汤浦水库数字流域水质管理模型,定量化研究了流域的径流量及非点源污染、污染过程和分布规律、主要污染因子、流域内各溪各镇的污染贡献率以及流域污染负荷总量(其中以非点源污染研究为主),初步拟合精度达到90%。利用科学手段定量化研究汤浦水库流域径流量和非点源污染,对提高水库的管理水平,改善汤浦水库水质,进行水库水体的富营养化防治工作,最大限度的发挥水库功能,实现水资源的可持续利用具有重要的实用价值。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
1 绪论  11-23
  1.1 研究背景和意义  11
  1.2 国内外研究现状  11-20
    1.2.1 水文模型  12-16
    1.2.2 非点源污染模型  16-18
    1.2.3 非点源污染模型的比选  18-20
  1.3 本文主要研究内容  20-21
  1.4 研究方法和技术路线  21-23
2 SWAT模型介绍  23-46
  2.1 模型简介  23-24
  2.2 SWAT模型的工作原理  24-33
    2.2.1 主要数学模型  24-29
    2.2.2 主要水文模拟阶段  29-33
  2.3 SWAT模型的建立  33-40
    2.3.1 建模过程  33
    2.3.2 数据要求  33-39
    2.3.3 基础步骤解释  39-40
  2.4 模型校准与验证  40-46
    2.4.1 水平衡和径流量校正  42-43
    2.4.2 泥沙  43
    2.4.3 营养物质  43-46
3 汤浦水库流域情况及基础数据库的建立  46-60
  3.1 汤浦水库流域现状  46-48
    3.1.1 地理位置  46-47
    3.1.2 地形地貌  47
    3.1.3 水文  47-48
    3.1.4 土壤  48
  3.2 基础数据库的建立  48-60
    3.2.1 建立方法  48-49
    3.2.2 土地利用属性数据  49-50
    3.2.3 土壤属性数据  50-53
    3.2.4 池塘属性数据  53-55
    3.2.5 农业管理数据  55-60
4 SWAT模型的运行过程  60-66
  4.1 流域划分与数据输入  60-63
    4.1.1 流域的描绘  60
    4.1.2 土地利用和土壤的定义及叠加  60-62
    4.1.3 水文响应单元(HRUs)的分配  62
    4.1.4 流域气象资料数据库  62
    4.1.5 模型自动提取的数据  62
    4.1.6 基于HRU上的数据输入  62-63
  4.2 运行模拟  63
  4.3 模拟结果校准与验证  63-66
    4.3.1 径流量的校准  63-64
    4.3.2 营养物质的校准  64-65
    4.3.3 泥沙的校准  65
    4.3.4 校准方案确定  65-66
5 结果分析与建议  66-91
  5.1 模拟结果  66-69
    5.1.1 径流量模拟结果  66
    5.1.2 氮磷模拟结果  66-67
    5.1.3 月径流量和营养物质模拟结果  67-69
  5.2 径流量模拟结果的分析  69-73
  5.3 营养物质模拟结果分析  73-82
    5.3.1 模型模拟结果的对比  73
    5.3.2 营养物质的空间分布  73-78
    5.3.3 营养物质的时间分布  78-80
    5.3.4 不同土地利用类型营养物质贡献量  80-82
  5.4 误差分析  82-83
  5.5 小结  83-84
    5.5.1 汤浦水库富营养化主要成因  84
    5.5.2 SWAT模型的优点  84
  5.6 应用  84-89
  5.7 建议  89-91
6 结论与展望  91-93
  6.1 结论  91
  6.2 展望  91-93
参考文献  93-97
附录一:DEM数据和土地利用数据解析技术方法  97-101
作者简历  101

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