基于分布式水文模型SWAT的非点源关键源区识别.pdfVIP

第1期 广东水利水 电 NO．1 2013年 1月 GUANGDONG WATER RES0URCESAND HYDROPOWER Jan．2013 基于分布式水文模型 SWAT的非点源关键源区识别 吴春玲 (广 东省水文局湛江水文分局，广 东 湛江 524037) 摘 要 ：农业非点源污染是水体富营养化的重要原因，识别流域 内非点源流失的关键源区并加以重点控制是流域非点源 污染治理的重要手段。该文为通过SWAT模型模拟流域 内土壤以及氮、磷侵蚀量的预测和估算，以其结果作为侵蚀模数 方程的榆入 ，运用GIS软件ARC／INFO的Grid模块进行图形运算，实现对流域营养物质流侵蚀强度的分等定级，再通过 简单几何概率模型的计算，标识出小流域营养物质侵蚀的关键源区．结果表明：总氛、总磷侵蚀具有各 自的关键源区， 但是也存在部分重叠的区域，对这些重要的地区，有针对性地实施和加强控制措施，减少非点源污染向水体释放，使得 非点源污染的治理手段 的操作性更强 关键词：分布式水文模型；非点源污染；营养物质；侵蚀；源区 中图分类号：X592 文献标识码：A 文章编号：1008—0ll2(2013)O1—0037—05 氮 、磷作为农业生产中重要的肥料，也是水体富 气温为 15℃ ～17℃，自北 向南递增，无霜期平均为 营养化的限制性因子 。从70年代起我 国就开始 了对非 220～240d，区内气候温和湿润，雨量充沛，年降水量 点源污染的研究，但是 由于其时间上的不确定性和空 为 1100～1150ram，多年平均降雨量为 1181irlm，降 间上的广泛性，给非点源污染治理工作带来 了很大的 水总量为414亿 IYI，年水资源量为 163亿 131。 难度。相关研究表明¨ ，河道水系中的营养元素大 1．2 研究方法 部分来 自于农 田系统中的典型区域，即非点源污染的 1．2．1 土壤侵蚀模数 关键源区。识别流域中非点源污染的关键源区，将有 农业非点源污染由于受其流失过程的影响，其关键 限的资源投入到这些对水体危害可能性最大的而范围 源区的形成的影响因子主要是迁移扩散因子 J。迁移 相对较小的敏感区进行重点治理 ，可以大大降低治理 扩散因子中土壤侵蚀与非点源污染是一对密不可分的共 难度和提高治理的成效。 生现象。土壤侵蚀往往是污染物流失的主要形式，侵蚀 本文利用 SWAT模型中自带的通用土壤流失方程 泥沙中的养分往往会有较明显的富集现象。因此将土壤 USLE对流域土壤以及氮、磷侵蚀量的预测和估算， 侵蚀的强度作为关键源区识别的重要指标，以侵蚀模数 以其结果作为侵蚀模数方程的输入，运用 GIS软件 反映营养物质的侵蚀强度。侵蚀模数的表达式如下： ARC／INFO的Grid模块进行图形运算，实现对流域营 R = ／(A，·t) 养物质流失量的预测和侵蚀强度 的分等定级，再通过 = R ×K ×LS×CXP 简单几何概率模型的计算，标识出小流域营养物质侵 其中 尺 是区域侵蚀模数，t／(kin ·a)；Wr是区域 蚀 的关键源区，并模拟了非点源污染的控制措施 。 土壤侵蚀的总量，t；A，是区域侵蚀面积，km ；t为时 1 流域概况及研究方法 间，a；R是降雨侵蚀力因子，MJ·ram／(ha·h·a)；K 1．1 流域概况 是土壤可侵蚀因子，t·ha·h／(MJ·mm ·ha)；LS是 太湖 流域位 于 30。45 ～32。04N、119。09 ～ 坡长、坡度因子 (无量纲)；C是覆盖与管理因子 (无