石头口门水库汇水区土地利用情景分析及水资源污染模拟研究

石头口门水库汇水区土地利用情景分析及水资源污染模拟研究

吉林大学

非点源污染由于潜伏性强、覆盖面广和危害性大，已经成为水环境污染的主要来源。国外自20世纪就开始了对非点源污染的研究，各种数学模型的研制丰富了非点源污染的研究手段，作为分布式水文模型的SWAT也是其中之一。自上世纪90年代美国农业局结合CREAMS、GLEAMS、EPIC和ROTO等模型的特点开发出SWAT以来，SWAT模型就在非点源污染方面得到了广泛的应用。石头口门水库作为长春市饮用水水源地，水质问题日益显现，水环境问题不容忽视，对石头口门水库汇水区进行非点源污染的研究十分必要。 本文以石头口门水库作为控制断面，以上流域汇水区作为研究区，利用收集的空间数据和水文气象数据建立该地区的SWAT模型，最终把研究区分成31个子流域以及203个水文响应单元，同时应用SWAT-CUP软件对2009-2011年实测径流数据对研究区内长岭站进行敏感性分析，最后选定15个参数进行研究区径流校准及验证，最终取得了较为理想调参结果，校准期R2=0.9，效率系数NS=0.86，验证期相关系数和效率系数的值都达到了0.9，模拟结果基本达到了甲等评价等级。 统计研究区内非点源负荷的时间分布和空间分布，得到研究区内降雨量和径流、产沙量存在一定相关关系，在空间上，泥沙负荷和有机氮、有机磷的的分布规律保持一致性。在此基础上，取定研究区内坡度大于15%的地区，改变该地区内土地利用方式，水田和旱地统计为农业用地分别转化为林地和草地，通过模拟观测各种情况下营养物质N、P和泥沙含量的含量变化，对该地区土地耕作方式进行评估和建议。