基于SWAT模型的柘皋河流域农业非点源污染的数值模拟.pdf

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1、基于SWAT模型的柘皋河流域农业非点源污染的数值模拟SWAT—basedsimulationonagriculturalnon-pointsourcepollutionintheZhegaowatershed2011年3月合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：委员：豫陷状铷舭≮移秀霉t枷履．岭一导师：t．荔妒蓼-／翩础叫稚援壮洳卜洲啷独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研

2、究成果，也不包含为获得．金筵王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签字：J见签字日期：洌f年钥留日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金月巴王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金魍王些盔堂可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。’(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文者签名：丁／己导师签名：签字日期：加『J年斗月必

3、日签字日期：．年月日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：电话：邮编：基于SWAT模型的柘皋河流域农业非点源污染的数值模拟摘要在我国农业非点源污染已经成为水质恶化和湖泊富营养化的重要诱导因素。本文依托国家“水体污染控制与治理”重大专项资助项目(2008ZX07103．002．005)和国家科技部国际科技合作项目(2009DFA93030)，应用美国农业部(USDA)农业研究中心开发的分布式流域水文模型SWAT(SoilandWaterAssessmentT001)，以安徽巢湖流域的典型农业小流域——柘皋河流域为研究对象，进行农业非点源污染数值模拟，主要研究内容和成果如下：(1)收

4、集并整理柘皋河流域内数字高程图(DEM)、流域水系图、土壤类型图、土地利用类型图等空间数据以及流域内气象数据、水文水质数据、土壤属性数据、各种作物管理措施的有关参数等属性数据，建立适用于SWAT模拟分析的柘皋河流域的农业非点源污染的基础数据库。(2)应用SWAT模型的空间离散化功能，将柘皋河流域划分为31个子流域；并通过对土壤类型和土地利用类型的叠加功能，SWAT模型将31个子流域进一步细化为1lO个水文响应单元(HRUs)，用于模型参数的计算。(3)利用柘皋河流域内2006．2007年的实测径流数据对SWAT模型的模拟进行参数校准，2008．2009年的实测径流数据对SWAT模型模拟

5、的结果进行验证。并采用三个指标用于评价模型的适用性，分别是相对误差Re、线性回归系数R2和Nash．Suttcliffe效率系数Ens。结果显示，实测值与模拟值的相对误差Re不超过4％，线性相关系数R2达到0．95，模型的效率系数Ens达到0．90以上，模拟的精度很高，说明SWAT模型在柘皋河流域有很好的适用性。(4)应用SWAT模型，对柘皋河流域农业非’点源污染负荷的时空分布进行模拟，得出如下规律：时间上，柘皋河流域农业非点源污染负荷主要集中在汛期(4—9月)；空间上，柘皋河流域农业非点源污染负荷主要集中在21、23、24、30和31号这五个子流域，这五个子流域均处于该研究区的南部，

6、整个流域呈现出“南高．北低”的分布规律。(5)通过对柘皋河流域农业非点源污染负荷的模拟，确定该流域的关键源区，即污染负荷贡献最大的区域。该流域的关键源区为21、23、24、30和31号这五个子流域所对应的村镇，主要有周黄、强村、夏阁镇、大杨、上周、席家、桥头村等。并对该关键源区的农业非点源污染物(有机氮、有机磷、硝态氮和可溶性磷)的负荷量占整个研究区的情况以及关键源区内的土地利用类型分别进行了分析，结果如下：关键源区的有机氮(ORGN)、有机磷(ORGP)、硝态氮(N03)和可溶性磷(MINP)分别占柘皋河流域研究区各类农业非点源污染物总量的40．7％、40．1％、45．6％、30．8

7、％；水稻地为关键源区的主要土地利用类型，占到整个关键源区的83．9％，其次是居民点，占整个关键源区的9．8％；林地、旱地和水域分别占到整个关键源区的2．7％、2．3％、1．3％。在此基础上结合国内外的经验，有针对性的提出柘皋河流域农业非点源污染的控制措施。关键词：农业非点源污染SWAT柘皋河流域数值模拟SWAT—·basedsimulationonagriculturalnon··pointsourcepollutionintheZhegaow