【摘 要】
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金井河属于捞刀河支流之一,是长沙县北部联合水厂的取水水源,同时位于长沙县星沙水源地上游。金井河流域农业发达,流域内化肥的施用是造成流域面源污染的主要原因,流域面源污染对水源水质威胁巨大。因此,本文基于SWAT模型方法对金井河流域面源污染开展模拟研究,为星沙水厂水质管理提供技术支撑,对流域饮用水源地水资源保护工作具有重要意义。本文通过收集数据,进行土地利用分析,构建空间、属性及农业管理数据库,建立金
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金井河属于捞刀河支流之一,是长沙县北部联合水厂的取水水源,同时位于长沙县星沙水源地上游。金井河流域农业发达,流域内化肥的施用是造成流域面源污染的主要原因,流域面源污染对水源水质威胁巨大。因此,本文基于SWAT模型方法对金井河流域面源污染开展模拟研究,为星沙水厂水质管理提供技术支撑,对流域饮用水源地水资源保护工作具有重要意义。本文通过收集数据,进行土地利用分析,构建空间、属性及农业管理数据库,建立金井河流域的SWAT模型,对流域径流及污染物两部分进行模拟,研究取得如下主要成果:(1)分析了金井河流域2006到2016的土地利用变化情况,其土地利用类型以林地为主,其次是耕地和建设用地,这三类面积占比随着时间推移持续增大。通过动态度计算分析得知金井河流域的主要变化趋势是林地、建筑用地面积增加,水域、耕地面积减少;通过转移矩阵计算分析可知流域内土地利用的主要转化方式是建筑用地向林地转化、草地向林地转化,以及耕地与林地相互转化。(2)构建了金井河流域SWAT模型并开展了径流模拟工作。基于流域水文监测数据、土壤数据以及气象资料,建立SWAT模型,将金井河流域划分为11个子流域,共104个水文响应单元(HRUs)。采用2006～2013年的实测逐月径流数据对流域径流模拟进行率定和验证,验证期决定系数R2及纳什效率系数Ens均大于0.8,表明所建SWAT模型在金井河流域径流模拟的适用性良好。(3)基于SWAT模型,模拟了 2017年金井河流域总氮、总磷及氨氮的面源污染负荷。模拟得到:总氮模拟结果的Ens为0.69,R2为0.85;总磷模拟的Ens和R2达到0.75以上;氨氮模拟的Ens和R2接近0.9,结果表明面源污染模拟结果与实际污染负荷较吻合,所建SWAT模型可用于金井河流域的面源污染模拟研究。(4)分析讨论了 2017年面源模拟复合、点源估算负荷与实测污染负荷的关系。金井河流域月均总氮模拟估算负荷为27586.99 kg,月均总氮实测污染负荷为39526.74 kg;月均总磷模拟估算负荷为5228.94 kg,月均总磷实测污染负荷为6469.75 kg;月均氨氮模拟估算负荷为13559.36kg,月均氨氮实测污染负荷为11583.16kg。从空间分布来看,金井河面源污染空间分布不均,产出量集中在耕地密集的地区,建议采用科学高效的农业管理措施,降低流域农业面源污染负荷总量。
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