三峽庫區(qū)非點源氮磷負(fù)荷研究

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1、第16卷第1期長江流域資源與環(huán)境Vol.16No.12007年1月ResourcesandEnvironmentintheYangtzeBasinJan.2007文章編號:100428227(2007)0120026205三峽庫區(qū)非點源氮磷負(fù)荷研究梁常德,龍?zhí)煊?李繼承,劉臘美(重慶大學(xué)三峽庫區(qū)教育部重點實驗室,重慶400044)摘要:掌握非點源污染形成的機理和變化規(guī)律是控制和治理非點源污染的關(guān)鍵。三峽水庫非點源污染物來源范圍廣,每年隨上游來水輸入庫區(qū)的非點源污染物成為三峽入庫非點源負(fù)荷的主要部分。為研究三峽入庫非點源污染物負(fù)荷變化規(guī)律,以

2、SLURP水文模型和輸出系數(shù)法為基礎(chǔ),建立了長江重慶寸灘斷面以上流域的非點源污染負(fù)荷模型,模型在模擬計算1996～2002年寸灘斷面入庫非點源TN年負(fù)荷和非點源TP年負(fù)荷時,除1998年非點源TP負(fù)荷計算誤差高于50%外,其它各年非點源TN負(fù)荷和TP負(fù)荷計算誤差基本上小于30%,具有較好的模擬計算效果。該模型的建立和應(yīng)用將為流域的有關(guān)管理部門提供該流域非點源污染控制和治理的決策依據(jù)。關(guān)鍵詞:非點源污染負(fù)荷;SLURP水文模型;輸出系數(shù)法文獻標(biāo)識碼:A隨著三峽水庫的形成,水庫水體潛在的富營養(yǎng)頭)面積的將近90%,包括了四川全境,以及青海、化問

3、題成為人們關(guān)注的焦點。在庫區(qū)點源污染逐步西藏、云南的長江流域和長江重慶區(qū)間的部分地區(qū)。3得到控制的情況下,非點源氮磷的輸入成為三峽水流域多年平均徑流量3531億m,多年平均年蒸發(fā)庫發(fā)生富營養(yǎng)化潛在的重要威脅,因此,對輸入三峽量為793.2mm,平均年降雨量為1078mm,平均年庫區(qū)的非點源氮磷負(fù)荷的研究應(yīng)當(dāng)?shù)玫阶銐蛑匾?。徑流深度?20mm。雨量充沛,降水集中,暴雨均受限于缺乏長系列水文、水質(zhì)、氣候等資料,國發(fā)生在夏秋季,一般在5～10月。土地利用/土地覆內(nèi)對大尺度流域非點源污染研究較少,研究方法還蓋以草地為主,草地占流域面積的42.8%,

4、林地占不成熟。三峽庫區(qū)非點源污染來源范圍涉及廣,庫28.1%,農(nóng)田占26.4%,水域占0.6%,未利用土地區(qū)上游的長江干支流的來水量占了三峽入庫水量的占2%。大部分,因此,每年隨上游來水輸入庫區(qū)的非點源污染物成為三峽入庫非點源負(fù)荷的主要部分。本文選2模型介紹取寸灘水文站為研究斷面,在有限的資料下,使用適合于大尺度流域的、基于數(shù)字高程(DEM)和土地覆2.1SLURP模型概述蓋/土地利用類型遙感數(shù)據(jù)(NOAA/AVHRR數(shù)2.1.1模型結(jié)構(gòu)據(jù))的SLURP水文模型,與同樣適合于大尺度流SLURP(Semi2distributedLandUse

5、2based域、以土地利用/土地覆蓋類型為研究單元的的輸出RunoffProcesses)模型是以日為時間步長,以地形系數(shù)法相結(jié)合,建立寸灘斷面以上流域非點源污染數(shù)據(jù)、土地覆蓋/土地利用數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)為輸入數(shù)TN和TP負(fù)荷模型,研究寸灘斷面以上流域輸入據(jù)的具有物理機制的分布式水文模型。在應(yīng)用中,三峽庫區(qū)的非點源TN、TP負(fù)荷。SLURP模型通過輸入地形高程(DEM)數(shù)據(jù),利用模型內(nèi)嵌的TOPAZ地形與河網(wǎng)分析工具,將流域1研究流域及概況劃分成多個子流域,并根據(jù)衛(wèi)星遙感(NOAA/AVHRR)獲得的土地覆蓋/土地利用數(shù)據(jù),再對每研究流域為長江

6、干流寸灘斷面至長江源頭,地個子流域細分為多個不同的土地覆蓋/土地利用區(qū)理位置在東經(jīng)90°～108°和北緯25°～36°,流域面積域?qū)?。在模型模擬中,SLURP完成對子流域和土2約87萬km,占長江上游區(qū)域(湖北宜昌至長江源地覆蓋/土地利用組成矩陣中的每一個矩陣單元進收稿日期:2006209230;修回日期:2006211226基金項目:重慶市自然科學(xué)基金(8091);重慶大學(xué)中青年骨干教師基金作者簡介:梁常德(1980～),男,廣東省韶關(guān)人,碩士研究生,主要從事城市環(huán)境與生態(tài)方面研究.E2mail:lcd1119@tom.com第1期梁常德

7、等:三峽庫區(qū)非點源氮磷負(fù)荷研究27圖1流域的地形、邊界、河網(wǎng)和子流域Fig.1Topography,Boundary,RiverNetworkandSub2basinsoftheBasin行每日垂向水平衡的模擬計算,最終獲得徑流輸出。對于模型在校準(zhǔn)和驗證過程中的模擬效果,可2.1.2模型的輸入數(shù)據(jù)以通過Nash2Sutcliffe系數(shù)來評價:nSLURP需要輸入流域地形數(shù)據(jù)、土地覆蓋/土2∑(Qm-Qp)地利用數(shù)據(jù)和流域氣象數(shù)據(jù)(包括降雨量、平均溫i=1Ens=1-n(1)度、露點溫度、相對濕度、風(fēng)速和太陽光照時數(shù))。本2∑(Qm-Qavg

8、)研究采用的模型輸入數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)相關(guān)參數(shù)見表1。i=1式中:Qm為觀測值,Qp為模擬值,Qavg為所有表1SLURP模型輸入的流域數(shù)據(jù)觀測值的平均值,n為觀測次數(shù)Ens≤1,Ens