基于AnnAGNPS模型的非点源污染数值模拟的研究.pdfVIP

水力学与水利信息学进展 2007麟黼鞠黼嬲黼黼嬲嬲溯獭獭黝燃㈣㈣燃㈣㈣僦糖撕；绺叛 基于AnnAGNPS模型的非点源污染数值 模拟研究 … 高龙华 (珠江水利科学研究院 广州 510635 Gaolonghua2@163．com) 摘要农业非点源污染已成为三峡库区水环境污染的重要因素，本文运用连续分布式模型 AnnAGNPS对其典型流域的非点源污染负荷泥沙沉积物、总氮和总磷进行了总量计算和时空 分布的模拟，并与实测资料进行了对比分析。研究表明，模拟结果与实测结果在一定的误差范 围内基本一致，从而验证了模型用于三峡库区非点源污染研究的适宜性。 关键词非点源污染；AnnAGNPS模型；三峡库区 1 引言 近年来，随着三峡库区点源污染控制的逐渐加强，点源污染在库区水污染中的影响越来越弱；相反 地，非点源污染特别是农业非点源污染的影响却日渐突出。国内外的研究成果已证实农业非点源污染是 导致水环境恶化的重要原因之一[1~3]，因此，在三峡库区开展农业非点源污染负荷的定量化计算研究对 库区本身具有重要的环境、社会效益和示范效应。 目前，国外对农业非点源污染的模拟计算主要通过建立流域非点源污染模型，比较常见的模型有 应用一些经验性的模型，很少有学者将国外这些具有明确水文基础和污染物迁移转化机理的非点源污染 模型运用于国内流域。由于各种模型在模拟的范围以及模型的机理等方面都有所不同，使得同一个模型 在不同地方应用可能会得到完全不同的结果，所以对模型在研究区的适宜性研究就显得尤为重要。本文 型，主要是由于AnnAGNPS模型除具有完整的物理机理外，它本身以集水区划分空间单元，网格划分更 加灵活，形状可以任意而无需大小一致，同时AnnAGNPS模型已经在国外取得多次成功应用(具体见参 不仅可以使模型参数率定更加方便，也使模型校验效率大大提高。因此，一旦该模型在典型流域通过了 适宜性验证，对整个三峡库区的非点源污染负荷计算与模拟将具有重大的现实意义。 2研究区概况 选取重庆市渝北区的御临河流域作为典型流域，该流域发源于四川省大竹县境内，从渝北区黄印乡 进入渝北区，沿石船向斜的丘陵地区从北向南而下至舒家洞口折流，横切明月峡背斜由洛碛太洪岗汇入 长江，是三峡库区重庆城区附近一条重要的河流。该流域面积为617．8km2，年平均气温17．80C，多年平 070 均降雨量l mm。流域内土壤类型主要包括黄壤土、紫色土、潮土和水稻土，分布面积由大到小分别 为紫色土、水稻土、黄壤土和潮土。流域土地类型主要包括耕地、园地、林地、荒地、城乡居民用地、交通用 地、水源用地和其它特殊用地类型等。据1999年遥感调查解析统计，流域水土流失面积达422．93km2， 占御临河流域面积的68．46％，其中又以中、强度侵蚀为主，占流域侵蚀总面积的68．77％，土壤侵蚀形式 主要是以面蚀、沟蚀为主的水力侵蚀，也包括部分以泻溜、崩塌、滑坡为主的重力侵蚀。流域内现有林业 705 用地面积10 hm2，占流域总面积的17．3％[4~5]。 ·630· ：蠢饕羹襄羹慧蓬囊鬟霾鋈藕鬻鼹骥闰■啊———■_ 第四部分水利信息学的新进展 3 AnnAGNPS模型及其参数 3．1模型简介 AnnAGNPS(AnnualizedSourcePollution Agricultural Model)是新一代具有物理机制的 Non-point AGNPS模型，该模型以日为计算时段，可以连续地模拟出一个时段(月、年)内每日或累积的时段径流 元，所不同的是AnnAGNPS模型按流域特征，即集水区来划分单元而不是按固定网格划分。An— nAGNPS模型还包括一些特殊的模型计算点源、畜牧养殖场产生的污染物以及沟谷、水坝等集水坑对径 流、泥沙和污染物质产生的影响。AnnAGNPS模型由三部分组成，即数据输入模块、数据处理模块及结 果输出模块，三个模块中最为重要的是数据输入模块，它关系到模拟的精度，主要由流网产生子模块 (Flownet Editor)、转换子模块(AGN