【摘要】：區(qū)域土地利用/覆被系統(tǒng)變化產(chǎn)生的非點(diǎn)源污染壓力日益增加,導(dǎo)致流域水質(zhì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)突出。本研究以北京山區(qū)流域?yàn)檠芯繀^(qū),以多準(zhǔn)則綜合評(píng)價(jià)與土地利用系統(tǒng)協(xié)同方程開展農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源(以及農(nóng)村居民點(diǎn)等分散無(wú)處理的點(diǎn)源擴(kuò)散)污染風(fēng)險(xiǎn)分區(qū),并利用半機(jī)理經(jīng)驗(yàn)SPARROW模型分析流域水質(zhì)總氮污染源,為解決缺資料地區(qū)的農(nóng)村面源污染流域水土環(huán)境快速評(píng)價(jià)與區(qū)域水土資源管理提供技術(shù)方法和決策參考。本研究的主要結(jié)論有： (1)基于非點(diǎn)源產(chǎn)生、遷移、削減的各個(gè)過(guò)程研究,應(yīng)用多準(zhǔn)則分析的非點(diǎn)源污染評(píng)價(jià)方法,借鑒磷(P)指數(shù)及PNPI (Potential None-point Pollution Indicator)指標(biāo)參數(shù)的選取原則,選擇土地利用因子、徑流因子、河流溝渠距離因子、土壤侵蝕、土壤滲透率5個(gè)因子,評(píng)價(jià)非點(diǎn)源污染物進(jìn)入地表水體的潛在風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)改進(jìn)的理想解法(TOPSIS)對(duì)5個(gè)因子客觀賦權(quán)重,通過(guò)計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(NPA)對(duì)北京山區(qū)流域劃分了潛在污染區(qū)(0-0.3)、輕度污染區(qū)(0.3-0.5)、中度污染區(qū)(0.5-0.7)、強(qiáng)度污染區(qū)(0.7-0.8)和重度污染區(qū)(0.8-1.0)五個(gè)等級(jí)的水污染源分區(qū),且所占面積分別為42%、36%、14%、6%和2%(即面積分別為838.170、789.165、311.847、128.829、51.358km2). (2)基于各非點(diǎn)源環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)區(qū),應(yīng)用序參量的特征值分析了農(nóng)業(yè)土地利用系統(tǒng)的演化特點(diǎn),探討了農(nóng)業(yè)土地利用系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度在各非點(diǎn)源環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的空間變化以及在密云縣的時(shí)間演變過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn),主導(dǎo)北京山區(qū)流域土地利用系統(tǒng)的序參量為造林總面積、農(nóng)村居民點(diǎn)邊緣密度、恩格爾系數(shù)、灌溉面積、人口自然增長(zhǎng)率。 從空間變化來(lái)看,山區(qū)農(nóng)業(yè)土地利用系統(tǒng)在潛在污染區(qū)中三個(gè)子系統(tǒng)的發(fā)展速度均為正,系統(tǒng)的序參量矢量指向第1象限,系統(tǒng)處于綜合協(xié)調(diào)發(fā)展型。輕度污染區(qū)和中度污染區(qū)處于第Ⅱ象限,屬于經(jīng)濟(jì)減速型。強(qiáng)度污染區(qū)和重度污染區(qū)處于第Ⅵ象限,屬于生態(tài)調(diào)整型。進(jìn)一步對(duì)協(xié)調(diào)演化狀態(tài)的分析得出,潛在污染區(qū)處于0α45,對(duì)應(yīng)協(xié)調(diào)演化類型Ⅱ。從時(shí)間變化來(lái)看,在1980-1994年內(nèi),密云縣農(nóng)業(yè)土地利用系統(tǒng)的序參量矢量指向第Ⅱ象限,系統(tǒng)處于經(jīng)濟(jì)減速型,1994年以后,流域農(nóng)業(yè)土地利用系統(tǒng)的序參量矢量指向第1象限,系統(tǒng)處于綜合協(xié)調(diào)發(fā)展型(社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展)。 (3)應(yīng)用SPARROW模型,以密云水庫(kù)流域?yàn)槔?模擬TN污染物從產(chǎn)生至到達(dá)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的傳輸及衰減過(guò)程。研究表明：SPARROW模型模擬精度R2為0.689,模型通過(guò)了統(tǒng)計(jì)性檢驗(yàn),且監(jiān)測(cè)點(diǎn)模擬值與實(shí)測(cè)值之間的殘差相對(duì)較小。對(duì)流域TN有顯著貢獻(xiàn)的因素為水產(chǎn)養(yǎng)殖,對(duì)TN傳輸具有重要影響的環(huán)境因子為土壤滲透率、土壤pH,對(duì)TN傳輸具有重要影響的環(huán)境過(guò)程為河段中的一級(jí)衰減反應(yīng)。從水質(zhì)來(lái)看,支流水質(zhì)較好,干流水質(zhì)較差。從空間分布來(lái)看,污染產(chǎn)率較高的子流域主要分布在各支流的源頭河段,TN在子流域河段間的衰減表現(xiàn)出干流衰減比例大,支流衰減小的規(guī)律。 密云水庫(kù)上游流域總氮濃度在0.2-0.5mg/L之間,東帽灣及上游干流河段、密云水庫(kù)周邊流域、潮河遙橋峪水庫(kù)上游干流河段流域總氮濃度大于1.5mg/L�？偟a(chǎn)率較高的子流域主要分布在各河流源頭,最大產(chǎn)TN在4-8kg/ha.yr之間。對(duì)流域總氮來(lái)源進(jìn)行解析,得出水產(chǎn)養(yǎng)殖最大貢獻(xiàn)率分別在35%和65%。而土地利用增量流域分析結(jié)果表明,水產(chǎn)養(yǎng)殖用地預(yù)測(cè)增量流域產(chǎn)率在第90個(gè)百分位時(shí)為9.69kg/ha. yr。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：X824;F301.2;F224

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫峰,郝芳華;基于GIS的官?gòu)d水庫(kù)流域非點(diǎn)源污染負(fù)荷計(jì)算研究[J];北京水利;2004年01期

2 袁軍營(yíng);蘇保林;李卉;路雨;;基于SWAT模型的柴河水庫(kù)流域徑流模擬研究[J];北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年03期

3 劉陽(yáng),王凱,徐淳寧,劉曉端,葛曉元;密云水庫(kù)流域坡面降雨侵蝕的計(jì)算機(jī)模擬[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版);2004年01期

4 王曉燕,郭芳,蔡新廣,胡秋菊;密云水庫(kù)潮白河流域非點(diǎn)源污染負(fù)荷[J];城市環(huán)境與城市生態(tài);2003年01期

5 車振海;試論土壤滲透系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式和曲線圖[J];東北水利水電;1995年09期

6 李娜;郭懷成;;農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源磷流失潛在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)——磷指數(shù)法研究進(jìn)展[J];地理科學(xué)進(jìn)展;2010年11期

7 符素華,劉寶元,吳敬東,段淑懷;北京地區(qū)坡面徑流計(jì)算模型的比較研究[J];地理科學(xué);2002年05期

8 王曉燕,王曉峰,汪清平,王振剛,蔡新廣;北京密云水庫(kù)小流域非點(diǎn)源污染負(fù)荷估算[J];地理科學(xué);2004年02期

9 李子君;李秀彬;;水利水保措施對(duì)潮河流域年徑流量的影響——基于經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型的評(píng)估[J];地理學(xué)報(bào);2008年09期

10 晏維金;;人類活動(dòng)影響下營(yíng)養(yǎng)鹽向河口/近海的輸出和模型研究[J];地理研究;2006年05期

，

本文編號(hào)：2683353