基于SWAT模型的哈爾濱磨盤山水庫流域非點源污染模擬研究.pdf

1、哈爾濱磨盤山水庫是哈爾濱市市區(qū)473.6萬人的唯一飲用水水源地，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們環(huán)保和健康意識的提高，越來越關(guān)注水源地的環(huán)境安全問題。哈爾濱磨盤山水庫流域主要污染源為非點源污染，采取有效的非點源污染防治措施，減少非點源的污染負荷是保障哈爾濱市的飲水安全，乃至對保證哈爾濱市社會穩(wěn)定和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展起到重大作用。
　　本文通過構(gòu)建分布式的物理模型SWAT，結(jié)合RS、GIS等方法對土地利用LUCC過程，對哈爾濱磨盤山水庫流域

2、非點源污染情況進行模擬，揭示了哈爾濱磨盤山水庫流域非點源污染的規(guī)律，對不同土地利用情景模式預(yù)測非點源污染負荷，采用畜禽養(yǎng)殖非點源污染負荷預(yù)警值（A值）方法進行了環(huán)境風(fēng)險分析，探討研究區(qū)域非點源污染的最佳管理措施和成本分析，提出生態(tài)移民和生態(tài)補償?shù)淖罴压芾泶胧?，研究的結(jié)果對進一步深入研究類似水源地保護、土地管理和利用具有重要的理論意義和參考價值。
　　全文共分為4個部分，8個章節(jié)，第1部分即第1章，對非點源污染和水源地保護國內(nèi)外最新

3、進展進行了綜述;第2部分包括第2章、第3章和第4章，主要對研究區(qū)域和SWAT模型進行了介紹，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的處理和模型的率定、驗證以及研究區(qū)非點源污染的現(xiàn)狀進行分析;第3部分包括第5章、第6章、第7章、第8章，主要對研究區(qū)域進行了非點源污染的模擬，探討如何有效保護水源地;第4部分是結(jié)論。
　　通過研究，主要得出下述結(jié)論:
　　(1)成功在哈爾濱磨盤山水庫流域構(gòu)建分布式的物理模型SWAT，進行敏感性分析、率定和驗證，相對誤差RE不大

4、于20％，模型效率系數(shù)Ens不低于0.7，相關(guān)系數(shù)R2不低于0.68，表明模型當(dāng)中參數(shù)的調(diào)教是可信的，模型預(yù)測的準確度是有一定保障的，可以滿足模型預(yù)測的要求。
　　(2)通過對哈爾濱磨盤山水庫流域非點源污染的模擬，揭示了研究區(qū)域非點源污染的特征，找到主要的人為非點源貢獻率是農(nóng)業(yè)非點源。通過分析非點源污染的時空分布規(guī)律，說明非點源污染物流失大多數(shù)是發(fā)生在降雨和地表徑流產(chǎn)生期間，汛期泥沙流失量占總流失量86％以上，汛期TN污染負荷占總

5、污染負荷51.29％，汛期TP污染負荷占總污染負荷58.07％。距離水體較近的農(nóng)村居民點和農(nóng)田非點源污染負荷較高，對水體水質(zhì)影響較大。
　　(3)分析磨盤山水庫流域土地利用變化情況，得出林地是磨盤山水庫流域的主要土地利用類型，其次是未利用地占具較大大比重，從2009年到2013年，土地利用面積變化最大的是草地，由占區(qū)域面積1.8％增加到3.12％，增加了1.32％，增加草地面積1503.63hm2，其次是旱田面積變化較大，由占區(qū)域

6、面積6.05％減少到5.08％，減少旱田面積1109.79hm2，其他類型土地利用面積變化均不大。
　　(4)通過不同土地利用對非點源污染的影響分析，得出林地具有較強的減水、減沙效應(yīng)，從非點源污染控制的角度考慮，現(xiàn)有的未利用地及大于15°不宜農(nóng)耕的坡耕地應(yīng)一律植樹造林、種草，距離水體較近的大貴村、三人班村應(yīng)盡早搬遷，耕地應(yīng)退耕還林還草。
　　(5)結(jié)合研究區(qū)域?qū)嶋H情況，分析了畜禽養(yǎng)殖非點源污染的環(huán)境風(fēng)險。研究區(qū)域全年排放養(yǎng)殖

7、廢水總量為4.993萬噸，其中含有TN1.073噸，TP3.92噸，糞便負荷量估算結(jié)果表明了三人班村、永勝林場承受畜禽糞便的能力最強，承受能力最弱的是長征經(jīng)營所和曙光林場。對該流域村屯分別進行預(yù)警值A(chǔ)的求算，只有三人班和大貴村的預(yù)警級別達到Ⅲ級，其他地區(qū)均為Ⅱ級。
　　(6)對磨盤山水源地非點源污染，采取最佳管理措施是生態(tài)移民和采取生態(tài)補償機制。對流域的現(xiàn)有非點源污染負荷進行估算，結(jié)果表明研究區(qū)域土壤侵蝕的污染價值損失量最大約占4