【摘要】：保護(hù)環(huán)境是我國(guó)的基本國(guó)策。隨著點(diǎn)源污染逐步得到有效控制和管理,非點(diǎn)源污染成為水環(huán)境惡化的主要污染源。在影響非點(diǎn)源污染的眾多因素中(降雨、地形、土壤等),土地利用是最關(guān)鍵的因素之一。基于SWAT模型,探索流域尺度土地利用結(jié)構(gòu)與非點(diǎn)源污染的影響機(jī)制,對(duì)于加快資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè),跨行政區(qū)域的土地利用規(guī)劃具有重要意義。輝發(fā)河是第二松花江的第一大支流,是松花湖的主要補(bǔ)給水源。根據(jù)吉林省環(huán)境監(jiān)測(cè)站提供的輝發(fā)河流域2006年至2010年各斷面水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料,流域中、下游全年水質(zhì)類別均為劣V類,水體受到嚴(yán)重污染。因此本文通過基于不透水面和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的人口空間分布模型、遙感影像、氣象和水文水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),建立了輝發(fā)河流域非點(diǎn)源污染數(shù)據(jù)庫(kù);利用SWAT模型,并結(jié)合FY、TRMM和CMORPH遙感降水?dāng)?shù)據(jù)模擬輝發(fā)河流域徑流和非點(diǎn)源污染;分析土地利用結(jié)構(gòu)與非點(diǎn)源污染的影響機(jī)制,在此基礎(chǔ)上,通過多目標(biāo)線性規(guī)劃模型和水生態(tài)功能分區(qū)技術(shù),對(duì)流域內(nèi)土地利用格局進(jìn)行調(diào)整。主要內(nèi)容和成果如下:(一)建立了土地利用、土壤、氣象和農(nóng)業(yè)管理措施的數(shù)據(jù)庫(kù)。利用遙感和GIS技術(shù),估算了輝發(fā)河流域不透水面值,在此基礎(chǔ)上建立了流域人口空間分布模型,對(duì)流域內(nèi)農(nóng)業(yè)人口和非農(nóng)業(yè)人口空間分布進(jìn)行估算。利用人口空間分布數(shù)據(jù),估算了流域內(nèi)農(nóng)村生活污染和牲畜糞便污染。(二)基于SWAT模型,采用實(shí)測(cè)和遙感降水?dāng)?shù)據(jù),確立了5種模擬方案,評(píng)價(jià)了不同降水空間分布對(duì)徑流模擬的影響。月徑流的模擬結(jié)果表明,FY實(shí)測(cè)降水TRMM。研究表明,對(duì)于高空間分辨率的遙感降水?dāng)?shù)據(jù),用子流域降水平均值作為輸入,比直接用柵格點(diǎn)值模擬結(jié)果要好。利用梅河口和輝南監(jiān)測(cè)點(diǎn)氨氮監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行參數(shù)率定和驗(yàn)證,模擬了輝發(fā)河流域非點(diǎn)源污染時(shí)空分布,通過分析輝發(fā)河流域各污染源的貢獻(xiàn)率,發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)施肥是流域水環(huán)境惡化的主要污染源,總氮、總磷負(fù)荷占總量的51%和36%。降水-徑流過程是流域非點(diǎn)源污染發(fā)生的驅(qū)動(dòng)因素,總氮、總磷負(fù)荷與降水量的決定系數(shù)R2分別為0.55和0.66。(三)依據(jù)水生態(tài)功能區(qū)劃分理論基礎(chǔ)和劃分原則,將輝發(fā)河流域劃分為2級(jí)水生態(tài)功能區(qū),并結(jié)合水田和旱地非點(diǎn)源污染敏感性分析結(jié)果,將輝發(fā)河流域劃分為5個(gè)等級(jí)的非點(diǎn)源敏感區(qū)。研究發(fā)現(xiàn),水田的氮年平均流失量普遍高于旱地,其范圍為136.57-219.81kg/ha,旱地為72.23-122.1kg/ha。(四)以經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)服務(wù)價(jià)值為目標(biāo)函數(shù),構(gòu)建了土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)優(yōu)化線性規(guī)劃模型。根據(jù)土地利用數(shù)量?jī)?yōu)化的結(jié)果和非點(diǎn)源敏感區(qū)劃分結(jié)果,調(diào)整非點(diǎn)源污染敏感性較高的分區(qū)。優(yōu)化后的土地利用其總氮年負(fù)荷削減了3.19%-6.09%,總磷年負(fù)荷削減了0.3%-4.89%。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所）
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X52;F301.2
【圖文】：

第二章 研究區(qū)概況第一節(jié) 自然地理概況、 地理位置輝發(fā)河發(fā)源于龍崗山脈北側(cè)遼寧省清原滿族自治縣境內(nèi)，流經(jīng)梅河口、輝石和樺甸等縣市，于樺甸市金沙鄉(xiāng)福安屯東匯入第二松花江，是第二松花江一大支流，也是吉林省重要水源地——松花湖的主要補(bǔ)給水源。輝發(fā)河河網(wǎng)枝狀，兩岸平衡發(fā)育，其主要支流有發(fā)源于吉林哈達(dá)嶺南麓的梅河、沙河河、當(dāng)石河、富太河、呼蘭河、金沙河，發(fā)源于龍崗山脈西北麓的一統(tǒng)河河、蛤蟆河等十余條河流，流域面積 14760km2，干流全長(zhǎng) 267.7km，河道坡度 0.5‰（王穎等, 2012）。本文以五道溝水文站上游為研究區(qū)域，該區(qū)流積 12400 km2，約占全流域的 84%（見圖 2-1）。

面向非點(diǎn)源污染控制的土地利用優(yōu)化研究、 地質(zhì)地貌輝發(fā)河流域主要受伊舒斷裂帶、敦密斷裂帶和鴨綠江斷裂帶三條大型北東造帶控制。其中，敦密斷裂帶沿輝發(fā)河走向橫貫全流域，此斷裂帶南段（撫梅河口一帶）主要形成于太古代基底巖石中，稱之為渾河大斷裂，構(gòu)成太古嶺古陸核及鞍本、龍崗古陸核的界限。由梅河口到樺甸二道甸子一帶，稱為河斷裂帶，構(gòu)成遼吉臺(tái)塊與吉黑古生代陸緣增生帶的界限。此斷裂帶亦由兩行的高角度斷層構(gòu)成，分別稱為東支斷裂和西支斷裂，二者相距 10～20k傾對(duì)沖，傾角 30°～80°。華力西晚期遼吉臺(tái)塊北移定位以后，早侏羅世拉板塊俯沖影響，在水平剪切應(yīng)力作用下，造成斷裂帶兩側(cè)早期地質(zhì)體的左斷，產(chǎn)生大量牽引構(gòu)造。如敦密斷裂帶的七臺(tái)河旋卷構(gòu)造、吉中瓤形構(gòu)造甸子拖曳構(gòu)造等（董南庭和吳水波, 1982; 邵建波和畢守業(yè), 1995）。（見圖 2

第二章 研究區(qū)概況、透鏡化、片理化和糜棱巖化，斷裂帶兩側(cè)地質(zhì)體中發(fā)育大量牽引構(gòu)造。此帶在中新生代控制了梅河盆地和輝南、樺甸盆地的沉積，且沉積盆地與高地分布，反映出不均衡的沉降運(yùn)動(dòng)。中生代地層強(qiáng)烈褶皺。樺甸北東方向第三紀(jì)四紀(jì)基性巖漿噴發(fā)強(qiáng)烈，沿?cái)嗔褞С示�性分布，構(gòu)成帶狀玄武巖臺(tái)地。在輝二道甸子之間，有燕山晚期花崗巖呈帶狀分布。受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制，輝發(fā)河流域內(nèi)地勢(shì)由西南向東北逐漸降低，高程范圍2-1391m，地貌類型以流水地貌為主，流域西北側(cè)吉林哈達(dá)嶺以侵蝕剝蝕低陵地貌為主，東南側(cè)龍崗山地以侵蝕剝蝕中低山地貌為主，中部輝發(fā)河寬谷剝蝕臺(tái)地與河谷平原相間分布，沿河兩側(cè)呈條帶狀零星分布有三級(jí)階地（裘等, 2008）。

本文編號(hào)：2770113