本文關(guān)鍵詞：基于SWAT模型的哈爾濱磨盤山水庫流域非點(diǎn)源污染模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：哈爾濱磨盤山水庫是哈爾濱市市區(qū)473.6萬人的唯一飲用水水源地,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們環(huán)保和健康意識(shí)的提高,越來越關(guān)注水源地的環(huán)境安全問題。哈爾濱磨盤山水庫流域主要污染源為非點(diǎn)源污染,采取有效的非點(diǎn)源污染防治措施,減少非點(diǎn)源的污染負(fù)荷是保障哈爾濱市的飲水安全,乃至對(duì)保證哈爾濱市社會(huì)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展起到重大作用。本文通過構(gòu)建分布式的物理模型SWAT,結(jié)合RS、GIS等方法對(duì)土地利用LUCC過程,對(duì)哈爾濱磨盤山水庫流域非點(diǎn)源污染情況進(jìn)行模擬,揭示了哈爾濱磨盤山水庫流域非點(diǎn)源污染的規(guī)律,對(duì)不同土地利用情景模式預(yù)測(cè)非點(diǎn)源污染負(fù)荷,采用畜禽養(yǎng)殖非點(diǎn)源污染負(fù)荷預(yù)警值(A值)方法進(jìn)行了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析,探討研究區(qū)域非點(diǎn)源污染的最佳管理措施和成本分析,提出生態(tài)移民和生態(tài)補(bǔ)償?shù)淖罴压芾泶胧?研究的結(jié)果對(duì)進(jìn)一步深入研究類似水源地保護(hù)、土地管理和利用具有重要的理論意義和參考價(jià)值。全文共分為4個(gè)部分,8個(gè)章節(jié),第1部分即第1章,對(duì)非點(diǎn)源污染和水源地保護(hù)國內(nèi)外最新進(jìn)展進(jìn)行了綜述；第2部分包括第2章、第3章和第4章,主要對(duì)研究區(qū)域和SWAT模型進(jìn)行了介紹,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的處理和模型的率定、驗(yàn)證以及研究區(qū)非點(diǎn)源污染的現(xiàn)狀進(jìn)行分析；第3部分包括第5章、第6章、第7章、第8章,主要對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行了非點(diǎn)源污染的模擬,探討如何有效保護(hù)水源地；第4部分是結(jié)論。通過研究,主要得出下述結(jié)論：(1)成功在哈爾濱磨盤山水庫流域構(gòu)建分布式的物理模型SWAT,進(jìn)行敏感性分析、率定和驗(yàn)證,相對(duì)誤差RE不大于20%,模型效率系數(shù)Ens不低于0.7,相關(guān)系數(shù)R2不低于0.68,表明模型當(dāng)中參數(shù)的調(diào)教是可信的,模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度是有一定保障的,可以滿足模型預(yù)測(cè)的要求。(2)通過對(duì)哈爾濱磨盤山水庫流域非點(diǎn)源污染的模擬,揭示了研究區(qū)域非點(diǎn)源污染的特征,找到主要的人為非點(diǎn)源貢獻(xiàn)率是農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源。通過分析非點(diǎn)源污染的時(shí)空分布規(guī)律,說明非點(diǎn)源污染物流失大多數(shù)是發(fā)生在降雨和地表徑流產(chǎn)生期間,汛期泥沙流失量占總流失量86%以上,汛期TN污染負(fù)荷占總污染負(fù)荷51.29%,汛期TP污染負(fù)荷占總污染負(fù)荷58.07%。距離水體較近的農(nóng)村居民點(diǎn)和農(nóng)田非點(diǎn)源污染負(fù)荷較高,對(duì)水體水質(zhì)影響較大。(3)分析磨盤山水庫流域土地利用變化情況,得出林地是磨盤山水庫流域的主要土地利用類型,其次是未利用地占具較大大比重,從2009年到2013年,土地利用面積變化最大的是草地,由占區(qū)域面積1.8%增加到3.12%,增加了1.32%,增加草地面積1503.63hm2,其次是旱田面積變化較大,由占區(qū)域面積6.05%減少到5.08%,減少旱田面積1109.79hmz,其他類型土地利用面積變化均不大。(4)通過不同土地利用對(duì)非點(diǎn)源污染的影響分析,得出林地具有較強(qiáng)的減水、減沙效應(yīng),從非點(diǎn)源污染控制的角度考慮,現(xiàn)有的未利用地及大于15。不宜農(nóng)耕的坡耕地應(yīng)一律植樹造林、種草,距離水體較近的大貴村、三人班村應(yīng)盡早搬遷,耕地應(yīng)退耕還林還草。(5)結(jié)合研究區(qū)域?qū)嶋H情況,分析了畜禽養(yǎng)殖非點(diǎn)源污染的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。研究區(qū)域全年排放養(yǎng)殖廢水總量為4.993萬噸,其中含有TN1.073噸,TP3.92噸,糞便負(fù)荷量估算結(jié)果表明了三人班村、永勝林場(chǎng)承受畜禽糞便的能力最強(qiáng),承受能力最弱的是長(zhǎng)征經(jīng)營所和曙光林場(chǎng)。對(duì)該流域村屯分別進(jìn)行預(yù)警值A(chǔ)的求算,只有三人班和大貴村的預(yù)警級(jí)別達(dá)到Ⅲ級(jí),其他地區(qū)均為Ⅱ級(jí)。(6)對(duì)磨盤山水源地非點(diǎn)源污染,采取最佳管理措施是生態(tài)移民和采取生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。對(duì)流域的現(xiàn)有非點(diǎn)源污染負(fù)荷進(jìn)行估算,結(jié)果表明研究區(qū)域土壤侵蝕的污染價(jià)值損失量最大約占45%,農(nóng)村生活污染損失其次37%,畜禽養(yǎng)殖污染的價(jià)值損失最小約18%。本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：首次對(duì)哈爾濱磨盤山水庫流域土地利用LUCC過程的時(shí)間和空間變化特征對(duì)水庫水量和水質(zhì)的影響進(jìn)行定量研究,提出了采取態(tài)移民和生態(tài)補(bǔ)償?shù)淖罴压芾泶胧�。為定量化研究、分析和預(yù)測(cè)哈爾濱磨盤山水庫流域非點(diǎn)源污染提供了新的方法。
【關(guān)鍵詞】：磨盤山水庫 非點(diǎn)源污染 SWAT模型 土地利用/覆被變化
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X524
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-11
• 1 緒論11-20
• 1.1 研究背景與意義11-13
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外非點(diǎn)源污染和水源地保護(hù)研究進(jìn)展13-17
• 1.2.1 國內(nèi)外非點(diǎn)源污染研究進(jìn)展13-15
• 1.2.2 國內(nèi)外水源地保護(hù)研究進(jìn)展15-17
• 1.3 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線17-20
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容17-19
• 1.3.2 技術(shù)路線19-20
• 2 研究區(qū)概況及非點(diǎn)源污染現(xiàn)狀20-31
• 2.1 研究區(qū)概況20-25
• 2.1.1 五常市自然概況20-22
• 2.1.2 五常市社會(huì)環(huán)境概況22-23
• 2.1.3 磨盤山水庫自然概況23-25
• 2.1.4 磨盤山水庫社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況25
• 2.2 非點(diǎn)源污染現(xiàn)狀25-30
• 2.2.1 水源地保護(hù)區(qū)情況25-26
• 2.2.2 非點(diǎn)源污染來源26
• 2.2.3 研究區(qū)非點(diǎn)源污染現(xiàn)狀分析26-29
• 2.2.4 研究區(qū)點(diǎn)源污染現(xiàn)狀分析29-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 3 SWAT模型基本原理和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理31-44
• 3.1 SWAT模型基本原理31-33
• 3.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理33-43
• 3.2.1 空間數(shù)據(jù)庫的建立33-36
• 3.2.2 屬性數(shù)據(jù)庫的建立36-43
• 3.2.3 模型初始化管理情景43
• 3.3 本章小結(jié)43-44
• 4 參數(shù)敏感性分析、模型率定和驗(yàn)證44-56
• 4.1 參數(shù)敏感性分析44-46
• 4.2 模型率定和驗(yàn)證46-55
• 4.2.1 水量部分的參數(shù)率定和驗(yàn)證48-50
• 4.2.2 泥沙參數(shù)率定和驗(yàn)證50-51
• 4.2.3 水質(zhì)參數(shù)率定和驗(yàn)證51-54
• 4.2.4 模型參數(shù)的確定54-55
• 4.3 本章小結(jié)55-56
• 5 非點(diǎn)源污染負(fù)荷的估算和分析56-64
• 5.1 非點(diǎn)源污染負(fù)荷的估算56-58
• 5.2 非點(diǎn)源污染的貢獻(xiàn)率分析58-59
• 5.3 非點(diǎn)源污染負(fù)荷的時(shí)空變化規(guī)律59-63
• 5.3.1 非點(diǎn)源污染的時(shí)間變化規(guī)律59-60
• 5.3.2 非點(diǎn)源污染的空間變化規(guī)律60-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 6 土地利用變化對(duì)非點(diǎn)源污染的影響分析64-68
• 6.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理64
• 6.2 土地利用動(dòng)態(tài)變化分析64-67
• 6.2.1 土地利用類型面積變化分析64-65
• 6.2.2 土地利用類型變化65-67
• 6.3 本章小結(jié)67-68
• 7 情景模擬和非點(diǎn)源污染風(fēng)險(xiǎn)分析68-77
• 7.1 土地利用情景設(shè)定68-69
• 7.2 土地利用情景模型的模擬結(jié)果與分析69-70
• 7.2.1 徑流水量的模擬結(jié)果與分析69
• 7.2.2 泥沙的模擬結(jié)果與分析69
• 7.2.3 水質(zhì)的模擬結(jié)果與分析69-70
• 7.3 畜禽養(yǎng)殖非點(diǎn)源污染風(fēng)險(xiǎn)分析70-76
• 7.3.1 畜禽養(yǎng)殖非點(diǎn)源污染現(xiàn)狀70-71
• 7.3.2 畜禽養(yǎng)殖非點(diǎn)源污染風(fēng)險(xiǎn)分析71-74
• 7.3.3 畜禽養(yǎng)殖非點(diǎn)源污染風(fēng)險(xiǎn)分析74-75
• 7.3.4 畜禽養(yǎng)殖非點(diǎn)源污染的控制75-76
• 7.4 本章小結(jié)76-77
• 8 非點(diǎn)源污染的最佳管理模式和成本效率分析77-86
• 8.1 非點(diǎn)源污染控制措施77-80
• 8.1.1 從源頭控制,對(duì)一級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi)居民進(jìn)行搬遷77-78
• 8.1.2 從源頭控制,實(shí)施農(nóng)田養(yǎng)分管理,減少化肥流失78
• 8.1.3 推廣生態(tài)有機(jī)農(nóng)業(yè)技術(shù),減輕農(nóng)藥污染78
• 8.1.4 推廣農(nóng)村用沼氣技術(shù)78-79
• 8.1.5 實(shí)施多種措施減少水土流失79
• 8.1.6 啟動(dòng)生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制保護(hù)森林79-80
• 8.2 成本效益分析80-85
• 8.2.1 非點(diǎn)源污染價(jià)值估算80-82
• 8.2.2 非點(diǎn)源污染控制措施的效果及價(jià)值估算82-85
• 8.3 本章小結(jié)85-86
• 結(jié)論86-90
• 參考文獻(xiàn)90-97
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文97-98
• 致謝98-99

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于SWAT模型的哈爾濱磨盤山水庫流域非點(diǎn)源污染模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：317318