| 题名 | 基于AnnAGNRS模型的三峡库区小流域非点源污染研究 |
| 作者 | 周梦佳 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2010-05-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 陈治谏 |
| 关键词 | 三峡库区 陈家沟小流域 非点源污染 AnnAGNPS模型 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 中文摘要 | 随着对点源污染的有效控制，非点源污染对水环境的影响日渐突显。三峡库区水环境安全，不仅关系到整个长江流域的可持续发展，而且还关系到全国社会经济发展的全局。因此，研究三峡库区的非点源污染，对于保护三峡库区水质有着重要意义。本文以三峡库区陈家沟小流域为研究对象，开展流域非点源污染现状调查，收集地质地貌、土壤植被、气象水文、土地利用和社会经济等资料，运用ArcGIS9．2软件建立了AnnAGNPS模型数据库；利用流域内两支沟监测的径流、泥沙、总氮和总磷数据，对模型进行敏感性分析和参数校正及验证，结果表明，AnnAGNPS模型可适用于陈家沟小流域的非点源污染模拟研究；最后，运用验证的模型定量分析了陈家沟小流域非点源污染时空分布特征。主要研究结论如下：(1)通过对模型参数的敏感性分析发现， 泥沙、总氮和总磷对SCS曲线值 CN、土壤可蚀性因子K、曼宁糙率系数MA、水土保持因子P、作物管理因子C、坡度S、坡长L和化肥施用量PERT等8个输入参数变化的响应是不一样的，其中SCS曲线系数CN对泥沙、 总氮及总磷输出的影响最大。(2)选取小流域内两支沟监测点10次有代表性的降雨事件，通过单次降雨的实测值与模拟值相对比，调整参数，校正与验证模型。在校正过程中，单次降雨径流量模拟值与实测值间吻合度较高，R~2=0．96；单次降雨泥沙量模拟值与实测值R~2为0．89；单次降雨总氮和总磷输出模拟值和实测值R~2分别是0．90和0．82。在验证过程中，单次降雨的径流量模拟值与实测值R~2为0．94；单次降雨的泥沙量模拟偏差在±30％以内，R~2=0．91；单次降雨的总氮模拟偏差±20％以内：和径流、泥沙、总氮的模拟效果相比，总磷的模拟不太理想，最大偏差达到了-41．2％。结果表明所建立的模型对非点源污染负荷的模拟精度由高到低依次为：总氮输出>泥沙输出>总磷输出。与其他相关研究结果比较，所建立的非点源污染模型模拟精度尚处于可以接受的范围，能较好的估算污染负荷的输出。(3)运用验证后的模型对2002-2009年陈家沟小流域出口泥沙、总氮和总磷的输出进行定量计算。计算结果表明，平均每年通过陈家沟沟口输入五桥河流域的泥沙、总氮及总磷量分别是3916．03t、8．06t和0．75t。(4)从空间分布上来看，不同土地利用方式的污染负荷差别较大。旱地对流域非点源污染排放贡献最大，分别占泥沙、总氮、总磷排放总量的57．00％、48．54％、70．73％。从单位面积产生的污染负荷来看，泥沙负荷大小依次是旱地>裸地>林地>经果林>居民点和工矿用地>水田；总氮负荷大小依次为旱地>水田>经果林>居民点和工矿用地>林地>裸地；总磷负荷大小依次为旱地>经果林>林地>居民点和工矿用地>水田>裸地。(5)从时间分布上来看，泥沙、总氮和总磷的输出呈现季节性变化，泥沙、总氮和总磷污染负荷最大值都出现在8月份。8月份的泥沙、总氮、总磷输出量分别为851．8t，1．89t，0．16t，分别占排放总量的21．7％，23．4％，20．8％。 |
| 英文摘要 | 随着对点源污染的有效控制，非点源污染对水环境的影响日渐突显。三峡库区水环境安全，不仅关系到整个长江流域的可持续发展，而且还关系到全国社会经济发展的全局。因此，研究三峡库区的非点源污染，对于保护三峡库区水质有着重要意义。本文以三峡库区陈家沟小流域为研究对象，开展流域非点源污染现状调查，收集地质地貌、土壤植被、气象水文、土地利用和社会经济等资料，运用ArcGIS9．2软件建立了AnnAGNPS模型数据库；利用流域内两支沟监测的径流、泥沙、总氮和总磷数据，对模型进行敏感性分析和参数校正及验证，结果表明，AnnAGNPS模型可适用于陈家沟小流域的非点源污染模拟研究；最后，运用验证的模型定量分析了陈家沟小流域非点源污染时空分布特征。主要研究结论如下：(1)通过对模型参数的敏感性分析发现， 泥沙、总氮和总磷对SCS曲线值 CN、土壤可蚀性因子K、曼宁糙率系数MA、水土保持因子P、作物管理因子C、坡度S、坡长L和化肥施用量PERT等8个输入参数变化的响应是不一样的，其中SCS曲线系数CN对泥沙、 总氮及总磷输出的影响最大。(2)选取小流域内两支沟监测点10次有代表性的降雨事件，通过单次降雨的实测值与模拟值相对比，调整参数，校正与验证模型。在校正过程中，单次降雨径流量模拟值与实测值间吻合度较高，R~2=0．96；单次降雨泥沙量模拟值与实测值R~2为0．89；单次降雨总氮和总磷输出模拟值和实测值R~2分别是0．90和0．82。在验证过程中，单次降雨的径流量模拟值与实测值R~2为0．94；单次降雨的泥沙量模拟偏差在±30％以内，R~2=0．91；单次降雨的总氮模拟偏差±20％以内：和径流、泥沙、总氮的模拟效果相比，总磷的模拟不太理想，最大偏差达到了-41．2％。结果表明所建立的模型对非点源污染负荷的模拟精度由高到低依次为：总氮输出>泥沙输出>总磷输出。与其他相关研究结果比较，所建立的非点源污染模型模拟精度尚处于可以接受的范围，能较好的估算污染负荷的输出。(3)运用验证后的模型对2002-2009年陈家沟小流域出口泥沙、总氮和总磷的输出进行定量计算。计算结果表明，平均每年通过陈家沟沟口输入五桥河流域的泥沙、总氮及总磷量分别是3916．03t、8．06t和0．75t。(4)从空间分布上来看，不同土地利用方式的污染负荷差别较大。旱地对流域非点源污染排放贡献最大，分别占泥沙、总氮、总磷排放总量的57．00％、48．54％、70．73％。从单位面积产生的污染负荷来看，泥沙负荷大小依次是旱地>裸地>林地>经果林>居民点和工矿用地>水田；总氮负荷大小依次为旱地>水田>经果林>居民点和工矿用地>林地>裸地；总磷负荷大小依次为旱地>经果林>林地>居民点和工矿用地>水田>裸地。(5)从时间分布上来看，泥沙、总氮和总磷的输出呈现季节性变化，泥沙、总氮和总磷污染负荷最大值都出现在8月份。8月份的泥沙、总氮、总磷输出量分别为851．8t，1．89t，0．16t，分别占排放总量的21．7％，23．4％，20．8％。 |
| 公开日期 | 2013-02-05 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://192.168.143.20:8080/handle/131551/4898]  |
| 专题 | 成都山地灾害与环境研究所_山区发展研究中心 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 周梦佳. 基于AnnAGNRS模型的三峡库区小流域非点源污染研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2010. |
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