【摘要】：東牙溪流域位于三明市境內(nèi),隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展,農(nóng)業(yè)、生活污水大量排放進(jìn)入水體,河流水質(zhì)呈下降趨勢,而位于東牙溪下游的東牙溪水庫,是三明市區(qū)重要的飲用水源地,擔(dān)負(fù)著30多萬人口飲用供水重任,近年來水庫受到上游支流影響,水庫出現(xiàn)溶解氧過飽和,pH值和總氮增高,局部水域表層藻類大量繁殖的現(xiàn)象,水體富營養(yǎng)化特征明顯,威脅到三明市飲用水安全和可持續(xù)發(fā)展。目前針對東牙溪水體水質(zhì)變化和周邊面源污染的研究已有不少,但利用模型模擬方法系統(tǒng)研究東牙溪水庫污染來源還未見報道。本文以東牙溪流域為研究對象,通過收集流域的水文水利、污染源、氣象等資料和水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果,結(jié)合實地采樣、調(diào)研與內(nèi)源釋放模擬試驗,評價流域水環(huán)境質(zhì)量,分析流域水環(huán)境狀況,探討流域氮磷污染物主要來源�；贒EM、土地利用、水系等空間數(shù)據(jù)和氣象、水文、泥沙、水質(zhì)等屬性數(shù)據(jù)構(gòu)建HSPF模型,并對模型進(jìn)行校正與驗證,以及進(jìn)行不確定性分析,在此基礎(chǔ)上建立了適合東牙溪流域的HSPF模型,同時開展不同情景方案模擬,探討不同情景下流域污染物的削減效果,并提出相應(yīng)防控對策,為東牙溪流域環(huán)境管理和水污染防控提供科學(xué)依據(jù)。研究結(jié)果表明:(1)東牙溪流域水環(huán)境狀況總體良好,其中流域絕大多數(shù)支流水質(zhì)達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)以上,但是少數(shù)支流水質(zhì)狀況較差。東牙溪水庫多年水質(zhì)均達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),呈現(xiàn)中營養(yǎng)狀態(tài),富營養(yǎng)化程度夏秋季節(jié)比冬春較高。(2)東牙溪流域陸源污染主要來自非點(diǎn)源,其氮磷污染負(fù)荷分別達(dá)129.27t和12.12t,占總陸源負(fù)荷的98%。非點(diǎn)源污染主要來自農(nóng)村生活污染、畜禽養(yǎng)殖和農(nóng)業(yè)污染,三元區(qū)中村鄉(xiāng)16個行政村位于庫區(qū)上游,其生活污水、畜禽放養(yǎng)廢水、人禽畜糞便、農(nóng)田施用的農(nóng)藥、化肥等對水質(zhì)直接構(gòu)成威脅。TN主要來自農(nóng)業(yè)污染,達(dá)95.36t,占非點(diǎn)源污染的67%,農(nóng)業(yè)污染負(fù)荷中林地的貢獻(xiàn)率最大,占總負(fù)荷的51%,耕地次之,占總負(fù)荷的33%,果樹地最少,占總負(fù)荷的16%。TN第二大來源為農(nóng)村生活污染,達(dá)27.81t,占非點(diǎn)源污染的20%。畜禽養(yǎng)殖污染最少,達(dá)6.1t,占非點(diǎn)源污染的4%。TP主要來自農(nóng)村生活污染,達(dá)5.1 1t,占非點(diǎn)源污染的4%。TP第二大來源為農(nóng)業(yè)污染,達(dá)4.47t,占非點(diǎn)源污染的3%,農(nóng)業(yè)污染中林地的貢獻(xiàn)率最大,占總負(fù)荷的52.6%,果樹地次之,占總負(fù)荷的22%,耕地最少,占總負(fù)荷的22%。畜禽養(yǎng)殖污染最少,2.54t,占非點(diǎn)源污染的2%。流域點(diǎn)源占總陸源負(fù)荷的2%,以筍干生產(chǎn)為主,TN年排放量達(dá)到2.178 t,TP年排放量0.167t。(3)通過野外采集庫尾、庫心、壩頭表層沉積物樣品,結(jié)合東牙溪水庫不同季節(jié)溫度和溶解氧情況,通過野外模擬試驗?zāi)M夏季和冬季東牙溪水庫氮磷釋放,計算釋放速率,根據(jù)庫區(qū)底泥面積來估算氮磷釋放量,研究結(jié)果顯示氨氮年釋放量達(dá)10.7t,活性磷達(dá)0.13 t,該結(jié)果表明東牙溪底泥釋放對東牙溪水庫水質(zhì)會產(chǎn)生一定影響,在東牙溪水庫水污染防治中要引以重視。(4)應(yīng)用HSPF模型構(gòu)建了東牙溪流域水文與水質(zhì)模擬模型。水文模塊模型年徑流量校正期與驗證期Re分別為-14.6%和-10%;月徑流量校正期與驗證期Ens分別為0.76和0.72,R2分別為0.836和0.75;日徑流量校正期Ens和R2分別為0.58和0.58。泥沙模塊校正期與驗證期Re分別為-30%和-5%。水質(zhì)模塊TP校正期與驗證期各月月均偏差30%的月份所占比例分別達(dá)到79%和71%;水質(zhì)模塊TN校正期各月月均偏差30%的月份所占比例分別達(dá)到96%和92%。總體上看,水文、泥沙、水質(zhì)模擬過程與實測過程總體趨勢基本一致,模擬效果好,模型可適用于流域模擬。本研究建立的HSPF模型可以滿足東牙溪流域水文水質(zhì)長期變化過程的需要。(5)采用兩種土地利用情景模擬方式,總土地面積保持不變,第一種情景將農(nóng)業(yè)用地面積的30%分配至林地,非點(diǎn)源污染負(fù)荷變化小。第二種情景將林地面積的10%分配至建設(shè)用地,總土地面積保持不變,污染負(fù)荷大部分呈現(xiàn)增加的趨勢。點(diǎn)源污染削減情景表明,當(dāng)筍干負(fù)荷量削減50%后,TN、TP月均濃度值均呈現(xiàn)下降的趨勢。(6)根據(jù)流域水環(huán)境狀況評價,污染來源分析,結(jié)合HSPF水文水質(zhì)模擬的效果,提出適當(dāng)調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)、控制流域生活污染、調(diào)整畜禽養(yǎng)殖規(guī)模,引導(dǎo)農(nóng)戶集中制筍,對內(nèi)源進(jìn)行清淤等措施;提出生態(tài)修復(fù)工程、微納米曝氣技術(shù)、水生植物凈化等工程措施,應(yīng)用于修復(fù)整個水庫、庫灣、入庫前河流水質(zhì)狀況的修復(fù)。
【圖文】：

明市重要的飲用水源地，位于中村鄉(xiāng)牛嶺村下游３邋ｋｍ處的河段上，水庫總庫容逡逑２２６３萬ｍ３，日供水能力為１２．５萬噸，擔(dān)負(fù)著三明市區(qū)２０多萬人口飲用水的重逡逑任，還具有灌溉、發(fā)電和防洪等功能［７］，如圖２－１。逡逑Ｎ逡逑＋莩洋廂逡逑前gG村邋＾逡逑圖例邐＞邐Ｉ逡逑★＝逡逑Ｃ□流域邐＾逡逑圖２－１東牙溪流域村莊分布圖逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｔｈｅ邋ｖｉｌｌａｇｅ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｍａｐ邋ｏｆ邋Ｄｏｎｇｙａｘｉ邋ｒｉｖｅｒ邋ｂａｓｉｎ逡逑－９－逡逑

東牙溪所在的三明市地區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，溫暖濕潤，４？６月為梅雨逡逑季節(jié)，７？９月易受臺風(fēng)影響，年平均氣溫在１６．５？１８．１邋°Ｃ之間，多年平均降雨逡逑量１６７８邋ｍｉｎ。由圖２－２可知，，東牙溪主要有杜水溪、筠竹溪、張坑溪、上滌溪、逡逑焙坑溪、埔頭城溪、白水溪７條支流。圖２－３表明，東牙溪流域降雨量主要集中逡逑于５？９月份，降水量年內(nèi)分配不均勻，年季變化大，東牙溪流域２０１０？２０１６年年逡逑降雨量分別達(dá)到１２５２．５？２４６０．６邋ｍｍ之間。逡逑＿逡逑邐ｉ可逡逑■水庠邐）。Ｓ邋１邐２邐３邐４逡逑ｆ邋＾邐ｗａｔｅｒｓ逡逑Ｉ邋Ｉ邋ｍ逡逑圖２－２東牙溪流域水系分布圖逡逑Ｆｉｇ．２－２邋Ｔｈｅ邋ｄｒａｉｎａｇｅ邋ｍａｐ邋ｏｆ邋Ｄｏｎｇｙａｘｉ邋ｒｉｖｅｒ邋ｂａｓｉｎ逡逑－１０－逡逑
【學(xué)位授予單位】：福建師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X52

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本文編號：2612183