發(fā)布時間：2020-06-16 16:01

【摘要】： 氮磷營養(yǎng)鹽的含量偏高是水體發(fā)生富營養(yǎng)化的基本條件,隨著三峽水庫的蓄水運行,長江和嘉陵江庫區(qū)段的水文情勢發(fā)生明顯變化,庫區(qū)水體潛在的富營養(yǎng)化問題成為人們關(guān)注的焦點。在點源污染逐步得到控制的情況下,非點源污染成為庫區(qū)水環(huán)境污染的主要形式。嘉陵江是三峽水庫流域面積最大的一級支流,是庫區(qū)氮磷污染的主要背景輸入之一。為改善庫區(qū)水質(zhì),保障庫區(qū)水環(huán)境安全,對嘉陵江流域非點源氮磷污染的時空變化規(guī)律和控制措施進(jìn)行研究具有重要的理論意義和實踐價值。 由于非點源污染具有隨機性、廣泛性和潛伏性的特點,研究和控制難度大,運用模型對其產(chǎn)生和輸移過程進(jìn)行數(shù)值模擬是目前非點源污染研究的重要手段。本研究在建立嘉陵江流域包含氣象、地形地貌、土地利用、土壤類型、植被覆蓋以及農(nóng)業(yè)人口、畜禽養(yǎng)殖量等空間和屬性環(huán)境數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上,通過引入具有物理機制的半分布式水文模型——SLURP模型,建立了由不同土地利用類型、農(nóng)村居民生活和畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的溶解態(tài)非點源氮磷污染的年負(fù)荷模型;以用于預(yù)測多年平均土壤侵蝕量的通用土壤流失方程——RUSLE方程為基礎(chǔ),通過考慮引起流域土壤流失年際變化的水文條件和人類活動因素,提出了能夠反映流域輸沙量逐年動態(tài)變化的新估算方法,建立了流域吸附態(tài)非點源氮磷污染年負(fù)荷模型。由此構(gòu)建了嘉陵江流域非點源氮磷污染年負(fù)荷模型,并進(jìn)行了驗證。應(yīng)用所建模型,在GIS平臺下,采用空間柵格算法,對1990～2007年嘉陵江流域溶解態(tài)和吸附態(tài)非點源氮磷污染負(fù)荷進(jìn)行了時空分布模擬,對各種污染來源的貢獻(xiàn)率、污染形態(tài)、關(guān)鍵“源”區(qū)進(jìn)行了定量分析,并依據(jù)分析結(jié)果指出了需要重點治理的區(qū)域及相應(yīng)的最佳治理措施。為深入研究陸域產(chǎn)生的非點源氮磷污染進(jìn)入河道后在受納水體中的輸移轉(zhuǎn)化規(guī)律及其對水環(huán)境的影響,將非點源氮磷污染負(fù)荷動態(tài)模型與受納水體生態(tài)動力學(xué)模型有機耦合,對嘉陵江重慶主城段的水動力特征、氮磷濃度時空分布和藻類生長情況進(jìn)行了模擬與分析。 論文的主要研究成果為: ①首次將SLURP水文模型引入非點源污染的模擬研究中,利用其具有物理機制、適合大型山地流域且以土地利用類型為研究單元的優(yōu)點,代替大多數(shù)非點源污染模型采用的SCS-CN統(tǒng)計經(jīng)驗法,作為嘉陵江流域非點源污染模型的水文子模型,通過參數(shù)優(yōu)化,提高了非點源污染的驅(qū)動力——降雨-徑流的模擬精度,進(jìn)而提高了非點源氮磷污染負(fù)荷估算的準(zhǔn)確性。 ②鑒于嘉陵江流域水沙量不僅受降雨-徑流的影響,還受“長治”水土保持重點工程治理進(jìn)度的影響,因而不僅呈現(xiàn)大水大沙的現(xiàn)象,還呈現(xiàn)輸沙量顯著減少的趨勢,因而多數(shù)非點源污染模型中使用的、用于預(yù)測多年平均土壤侵蝕量的美國RUSLE方程不能滿足動態(tài)研究需要,因此本研究以RUSLE方程為基礎(chǔ),從影響土壤流失年際變化的水文條件和人類活動因素著手,并從泥沙輸移路徑的角度考慮泥沙輸移比的空間分布,提出了能反映流域輸沙量逐年動態(tài)變化的新估算方法,由此建立了流域吸附態(tài)非點源污染動態(tài)模型,實現(xiàn)了對流域水土流失、吸附態(tài)非點源氮磷污染的時空分布模擬。 ③在流域輸沙量動態(tài)模型的建立中,由于研究時段長、研究流域尺度大,對輸沙量各影響因子進(jìn)行全流域逐年動態(tài)監(jiān)測十分困難,考慮輸沙量的年際變化主要受降雨-徑流水文條件和水土保持措施等土地管理活動的影響,首次提出與地表徑流模數(shù)和治理時間相關(guān)的綜合影響因子,并通過因次分析法和二元非線型回歸法確定了具體的表達(dá)式。 ④針對嘉陵江水文、氣候和地形等特點,構(gòu)建嘉陵江重慶主城段的生態(tài)動力學(xué)模型,鑒于水動力條件對藻類生長有明顯的影響,在模型中引入了水動力因子,提出了該因子的表達(dá)式,并應(yīng)用實測資料對表達(dá)式中的參數(shù)進(jìn)行了率定。將水體的生態(tài)動力學(xué)模型與前述所建的非點源污染負(fù)荷模型耦合,模擬非點源氮磷污染進(jìn)入河道后的輸移轉(zhuǎn)化過程及其對藻類生長的影響。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：X52
【圖文】：

本章在 GIS/RS 技術(shù)和數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)的支持下，對嘉陵江全土地利用類型、土壤、植被、氣象、人口分布、社會經(jīng)濟(jì)狀況字化采集、存儲與綜合管理，建立全流域可視化的基礎(chǔ)信息系污染模型的構(gòu)建提供數(shù)據(jù)支撐。江流域概況然地理環(huán)境江古稱閬水、渝水，因流經(jīng)陜西省鳳縣東北嘉陵谷而得名。嘉主要包括西漢水、白龍江、渠江和涪江四大水系，流經(jīng)陜西、重慶市，在重慶市朝天門匯入長江。嘉陵江流域位于東經(jīng)北緯 29°40′～34°30′之間，東北以秦嶺、大巴山與漢水為界，東相隔，西北有龍門山與岷江接壤，西及西南有一低矮的分水嶺面積 16 萬 km2，全長 1280 km，是長江北岸主要支流之一，也積最大的一級支流。流域所在位置如圖 2.1 所示。

日最大暴雨量可達(dá) 290～447mm。流域均年蒸發(fā)量 709.4mm，平均年降雨量 1098mm，和西北邊緣多在海拔 1500～3000m 以上，緩向四系。流域上游有岷山、秦嶺、米倉山、大巴山等谷深邃狹窄，河床比降大，兩岸耕地稀少。中下丘過渡為紅色丘陵，綿延數(shù)百里，地勢平緩，農(nóng)之一。濟(jì)地跨陜、甘、川、渝 4 個省市 11 個地市州的 80 6 個，四川 48 個，重慶 12 個，如圖 2.2 所示。流比例分別為：甘肅 25.7％，陜西 7.7％，四川 60.，有略陽、天水、廣元、綿陽、遂寧、南充、達(dá)十座大中小城市。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 丁恩俊;三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染控制的土地利用優(yōu)化途徑研究[D];西南大學(xué);2010年

2 任麗平;嘉陵江（四川段）梯級開發(fā)的多尺度健康評價研究[D];重慶大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 宋珉;汾河水庫上游流域面污染負(fù)荷研究[D];太原理工大學(xué);2011年

2 喬敦;三峽庫區(qū)紫色土坡耕地吸附態(tài)氮磷污染負(fù)荷模擬研究[D];重慶大學(xué);2012年

3 孫雪松;水力侵蝕模型構(gòu)建及其在湖庫富營養(yǎng)化分析中的應(yīng)用[D];重慶交通大學(xué);2012年

本文編號：2716250