本文關鍵詞： 農(nóng)業(yè)面源污染 SWAT模型 WASP模型 安吉縣域 分區(qū)分類控制方案　出處：《浙江大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：農(nóng)業(yè)面源污染因其嚴重的危害性和復雜的特性成為廣泛關注的焦點,而如何有效地控制農(nóng)業(yè)面源污染,也是國內(nèi)外學者一直研究的重點。本研究通過對安吉縣進行實地調(diào)研以及收集相關資料,識別了安吉縣主要的污染因子,并以此為依據(jù)建立了適用于安吉縣的SWAT和WASP模型,將安吉縣劃分為61個子流域,可視化展示出安吉縣流域農(nóng)業(yè)氮、磷流失空間分布,根據(jù)各子流域所對應的的水質(zhì)目標差異,核算出相應的水環(huán)境容量,在此基礎上,結(jié)合安吉縣的相關規(guī)劃,采用二級分區(qū)的方式提出了面源污染的分區(qū)方案。在一級分區(qū)中,將安吉縣劃分為三個區(qū),即:上游生態(tài)環(huán)境保護與水土氮磷流失控制區(qū)、中游面源污染綜合控制區(qū)、下游污染減負與生態(tài)修復控制區(qū)。再根據(jù)安吉縣污染源分布情況特點、水功能區(qū)要求等,進行二級分區(qū),提出針對安吉縣的農(nóng)業(yè)面源污染控制方案,為安吉縣農(nóng)業(yè)面源污染的有效控制提供了依據(jù)和思路。主要研究結(jié)論如下:1、除個別斷面外,安吉縣2010年至2014年其他所有斷面水質(zhì)指標都符合水功能區(qū)的要求。以Ⅱ類水水質(zhì)標準作為參照,可以得出在所有超出Ⅱ類水的污染因子中,五年來DO、氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、CODcr的平均超出率分別為5.73%、15.32%、6.63%、1.47%、4.39%。在全部超出Ⅱ類水水質(zhì)的斷面中,氨氮與總磷超出斷面數(shù)最多,共占64%。2、基于Arcgis軟件構(gòu)建SWAT模型空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫,通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換實現(xiàn)流域空間的參數(shù)化過程。通過對橫塘水文站與柴潭埠水質(zhì)監(jiān)測站點進行模型的率定與驗證,得出橫塘水文站的徑流在率定和驗證期的相關系數(shù)均能達到0.9以上,柴潭埠水質(zhì)監(jiān)測站點的氨氮與總磷的相關系數(shù)也可以達到0.8左右,三個變量的效率系數(shù)也均滿足模型的要求,說明SWAT模型在安吉縣具有較好的適用性。同時,SWAT模型模擬結(jié)果表明,氮磷負荷從上游到下游呈逐漸加重的趨勢,并在下游區(qū)域不斷累積,負荷量是上游的數(shù)倍。3、將SWAT模型模擬出的各子流域月尺度的氨氮、總磷污染負荷結(jié)果,輸入到WASP模型中,進而核算安吉縣整體的水環(huán)境容量情況。通過對橫塘水文站點與荊灣水質(zhì)監(jiān)測站點進行模型的驗證,得出徑流、氨氮的一致性系數(shù)均為0.9以上,總磷為0.86,三個變量的相關系數(shù)均為0.8以上,說明WASP模型在安吉縣適用性較好。水環(huán)境容量計算結(jié)果表明,安吉縣大部分河段基本滿足水功能區(qū)要求,但仍有部分子流域的剩余水環(huán)境容量不足。4、根據(jù)安吉縣行政區(qū)劃、地形地貌、人口分布、土地利用情況以及結(jié)合《安吉縣環(huán)境功能區(qū)劃》、《安吉縣水土保持規(guī)劃》,將安吉縣劃分為三個控制區(qū)。并根據(jù)控制區(qū)內(nèi)污染源類型進行二級分區(qū),劃分為污染優(yōu)先控制區(qū)、茶葉種植污染控制區(qū)、糧食作物種植污染控制區(qū)、養(yǎng)殖污染控制區(qū)、城鎮(zhèn)生活污染控制區(qū)、生態(tài)旅游污染控制區(qū)、生態(tài)環(huán)境保護控制區(qū)和水體凈化與修復控制區(qū),并根據(jù)每個二級控制區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)面源污染特點,結(jié)合實地踏勘情況,分析主要存在的問題,并依此提出具有針對性的安吉縣域農(nóng)業(yè)面源污染控制方案。
[Abstract]:Agricultural non-point source pollution due to its serious harmfulness and complex characteristics become the focus of attention, and how to effectively control the agricultural non-point source pollution, is also the focus of the domestic and overseas scholars. Based on the study of Anji county to conduct field research and collect relevant data, identify the main pollution factors of Anji County, and the SWAT and WASP models on the basis of established for the Anji County, Anji county is divided into 61 sub basins, visualization of Anji County Agricultural Watershed spatial distribution of nitrogen, phosphorus loss, according to the corresponding sub basin water quality target difference, calculate the water environmental capacity of the corresponding, on this basis, combined with the relevant the planning of Anji County, using two way partition partition scheme is proposed. The non-point source pollution in the primary partition, the Anji county is divided into three areas, namely: the upstream ecological environment protection and soil and water loss of nitrogen and phosphorus The control area, control area of non-point source pollution, pollution control and ecological restoration of the burden of the downstream area. According to the sources of the distribution characteristics of Anji County, water functional area requirements, two level partition, proposed control scheme of agricultural non-point source pollution in Anji County, provide the basis and ideas for effective control of agriculture in Anji county the non-point source pollution. The main conclusions are as follows: 1, in addition to individual section, Anji county from 2010 to 2014 all the other water quality indicators are in line with the requirements of water function zone. In class II water quality standards as a reference, it can be concluded that in the above class II water pollution factors in the five years of DO, ammonia nitrogen CODcr, total phosphorus, potassium permanganate index, the average excess rate is respectively 5.73%, 15.32%, 6.63%, 1.47%, 4.39%. in class II water quality beyond all sections, ammonia nitrogen and total phosphorus exceeded the maximum number of sections, accounted for 64 of%.2, Arcgis software construction based on S WAT model of spatial database and attribute database, realize the parametric process in space through the data conversion. Through the model of Wang Tong hydrologic station and wood Tanbu water quality monitoring site calibration and verification, the Hengtang hydrological station runoff could reach more than 0.9 in the correlation coefficient of the calibration and validation period, and the correlation coefficient of ammonia nitrogen TP Chai Tan Bu water quality monitoring sites can reach about 0.8, the efficiency coefficient of the three variables also meet the requirement of the model, which indicates that the SWAT model has good applicability in the Anji county. At the same time, the SWAT model simulation results show that the nitrogen and phosphorus load from upstream to downstream showed a trend of gradually increasing, and in the downstream area of the accumulation of load is upstream of the.3 several times, the ammonia nitrogen in each sub basin SWAT model of the month scale, the total phosphorus pollution load, the input to the WASP model, and then an overall accounting Jixian The water environmental capacity. Through the verification, the model of hydrological stations and Jing Wan Heng Tang water quality monitoring site that the runoff consistency coefficient of ammonia nitrogen was more than 0.9, total phosphorus was 0.86, the correlation coefficient of the three variables were above 0.8, which indicates that the WASP model in Anji county. The applicability of calculating water environmental capacity the results show that most of Anji county to meet the basic requirements of water function area, but there is still residual water environmental capacity of less than.4 part of the sub basin, according to the administrative division of Anji County, topography, population distribution, land use and combined with the "Anji County environmental function zoning > >, < the planning of soil and water conservation in Anji County, Anji County divided into three areas of control. And the two partition according to the pollution control zone type, divided into priority control area of pollution, pollution control of tea planting area, planting crops pollution control areas, aquaculture pollution control District, urban life pollution control area, pollution control ecological tourism ecological environment protection area, control area and water purification and restoration control area, and according to each of the two level control zone of agricultural non-point source pollution characteristics, combined with the investigation and analysis of the main problems, and puts forward to Anji County agricultural non-point source pollution control plan.

【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X71

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