【摘 要】
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世界范围内,点源污染防治技术趋于成熟,面源污染成为危害水环境的主要污染来源。利用水文模型来模拟面源污染负荷是国际面源研究的主流之一,HSPF（Hydrological Simulation Program-Fortran）模型作为典型的半分布式水文水质模型,适用水文水质过程及情景响应模拟,在国际上被广泛用于面源研究,但在国内的应用相对较少。准确模拟面源污染时空分布是关键时期和关键源区识别的重要前提
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（No.51409240）; 长江科学院开放研究基金资助项目（No.CKWV2016388/KY）
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世界范围内,点源污染防治技术趋于成熟,面源污染成为危害水环境的主要污染来源。利用水文模型来模拟面源污染负荷是国际面源研究的主流之一,HSPF（Hydrological Simulation Program-Fortran）模型作为典型的半分布式水文水质模型,适用水文水质过程及情景响应模拟,在国际上被广泛用于面源研究,但在国内的应用相对较少。准确模拟面源污染时空分布是关键时期和关键源区识别的重要前提。关键时期、关键源区分别指流域内污染集中、风险高的时期和区域。在流域面源污染治理中,关键时期和关键源区的识别直接关系到防治措施的效率与效果。国际上对关键时期和关键源区的识别研究多是单独进行,在制定污染治理措施时难以将时期与区域统一起来以达到最佳治理效益。因此,选择有效、客观的协同分析方法和标准是识别关键时期和关键源区的关键。本文基于HSPF模拟结果,提出关键时期-关键源区协同分析方法,该方法基于累积负荷-时间/面积曲线,能有效、定量地识别山地小流域面源污染关键时期内的关键源区,为山区水环境污染治理提供参考依据。大宁河是三峡库区重要支流之一。本文以大宁河上游流域为研究区域,利用2004-2008和2016年的基础数据,采用HSPF模型对该流域磷素流失时空分布进行模拟,探讨其适用性;基于累积负荷-时间曲线拟合识别流域磷素流失的关键时期,基于累积负荷-面积曲线拟合识别关键时期内的关键源区,并根据识别结果提出流域多级面源污染优先控制措施。主要研究内容与结论如下:（1）HSPF模型的率定与验证。在流量、泥沙模拟中,模型率定期和验证期R~2值均大于0.85;在面源污染负荷模拟中,模型率定期和验证期R~2值在0.7左右,模拟结果较好,说明HSPF模型适用于大宁河上游流域及类似山地流域的面源污染模拟。（2）基于HSPF模型的大宁河上游流域面源磷污染负荷模拟。2016年,TP负荷最大值出现在7月份,月负荷量为819.05 t,占全年总负荷量的27.21%;最小值出现在10月,月负荷量为48.73t,占全年总负荷量的1.62%。流域TP负荷高的地区主要分布在流域西北部陡坡林地和中南部农用地,TP负荷低的地区主要分布在流域中、北部坡度平缓的林地区域。（3）基于累积负荷-时间/面积曲线的大宁河上游流域面源磷污染关键时期和关键源区协同识别。面源污染关键时期为5-7月,该时段对全年总负荷量的贡献率为53.67%;次关键时期为1、3、4、8月,该时段对全年总负荷量的贡献率为29.22%;非关键时期为2、9、10、11、12月,该时段对全年总负荷量的贡献率为17.11%。面源污染关键源区面积占总面积的26.76%,主要分布在流域大宁河、东溪河和后溪河沿岸,年TP负荷量贡献率为49.51%;非关键源区面积占总面积的73.24%,年TP负荷量贡献率为50.49%。（4）大宁河上游流域面源磷污染多级优先控制措施。面源污染优先控制顺序为:关键时期内的关键源区、次关键时期内的关键源区、非关键时期内的关键源区、关键时期内的非关键源区、次关键时期内的非关键源区、非关键时期内的非关键源区。在关键时期内的关键源区,农用地应作为面源污染的优先控制区;在次关键时期内的关键源区农用地仍是污染控制的重点,但也应加强植树造林、退耕还林等措施;在非关键时期内的关键源区,农村生活污染是控制的重点。从源头控制、过程削减和末端治理三方面提出了流域面源污染控制的具体措施。
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