基于SWAT模型的三峽庫區(qū)典型小流域農業(yè)非點源污染模擬研究.pdf

1、隨著我國點源污染得到有效控制，非點源污染對生態(tài)環(huán)境的影響日趨凸顯。三峽庫區(qū)是我國重要的水資源保護區(qū)，但區(qū)域農業(yè)非點源污染問題突出，是長江中上游生態(tài)環(huán)境治理的重中之重。因此，開展三峽庫區(qū)農業(yè)非點源污染研究，對保護該區(qū)域水資源具有重要意義。以三峽庫區(qū)中部的重慶市萬州區(qū)長嶺鎮(zhèn)陳家溝小流域為研究對象，引入SWAT模型建立非點源污染基礎數據庫，利用流域內的徑流、泥沙、總氮和總磷實測數據對模型參數進行了敏感性分析、校準及驗證，定量分析了陳家溝小流域

2、非點源污染的時空分布特征和不同施肥情景對非點源污染負荷的影響。
　　取得以下研究成果。
　　(1)構建了SWAT模型基礎數據庫。在地理信息系統(tǒng)環(huán)境下，對小流域土地利用類型圖和土壤類型圖進行了重新編碼，統(tǒng)一了DEM圖、土地利用類型圖和土壤類型圖的投影和坐標;按照SWAT模型對數據的要求，對土壤物理/化學屬性、氣象參數、作物管理措施等進行了處理;確定集水區(qū)面積閾值為15ha，把整個流域劃分為25個子流域，通過DEM圖、土地利用類

3、型圖和土壤類型圖的疊加，進而得到281個水文響應單元。
　　(2)采用LH-OAT靈敏度分析法，確定了對模型較敏感的參數。分別對徑流、泥沙、總氮和總磷進行參數敏感性分析，綜合得到對模型模擬較敏感的17個參數。分別為:SCS徑流曲線數、基流alpha因子、深含水層滲透比、土壤蒸發(fā)補償系數、林冠最大截留量、土壤飽和水力傳導度、淺層地下水徑流系數、主渠道的有效水力傳導率、主渠道的有效水力傳導率、土壤深度、土壤可利用水量、泥沙被重新攜帶的

4、線性指數、主河道曼寧系數、地表徑流滯后系數、USLE方程保持措施因子、泥沙被重新攜帶的冪指數、氮滲透系數。以此17個參數為重點來率定和驗證模型。
　　(3) SWAT模型能夠有效模擬三峽庫區(qū)典型小流域農業(yè)非點源污染，具有適用性。率定和驗證模型后，結果表明:徑流模擬率定期和驗證期的R2和Ens值分別達到0.90、0.84和0.82、0.75;泥沙模擬率定期和驗證期的R2和Ens值分別達到0.78、0.60和0.88、0.73;總氮模

5、擬率定期和驗證期的R2和Ens值分別達到0.78、0.71和0.71、0.65;總磷模擬率定期和驗證期的R2和Ens值分別達到0.65、0.72和0.55、0.61。 R2和Ens值能滿足規(guī)定的要求，月水平下模擬陳家溝小流域徑流、泥沙、總氮、總磷負荷量具有適用性。
　　(4)陳家溝小流域年均產沙量4763.41t，年均總氮輸出量8.27t，年均總磷輸出量0.79t。從時間分布來看，年際變化:由于僅有四年的數據，變化表現出無序性，但

6、是從趨勢線可以看出隨降雨量的下降，產污量下降;年內變化:非點源污染主要發(fā)生在降雨量較多的7-9月，降雨量較小的時期，非點源污染負荷的輸出也相對較小。泥沙、總氮和總磷負荷量無論是年際還是年內變化，都表現出較一致的變化趨勢。從空間分布來看，非點源污染相對較為嚴重的區(qū)域分布于流域出水口處、流域中部兩個集中匯水區(qū)和南部高海拔區(qū)，可劃定為非點源污染的關鍵源區(qū)。
　　(5)單位面積非點源污染負荷量較大的土地利用方式是早地和水田。非點源污染與施