东江湖流域面源污染时空响应模拟与治理生态效益研究.pdfVIP

摘要

面源污染在流域治理中的重要性日益凸显。东江湖作为湖南省第二大湖泊，是防

洪、发电、供水、生态的重要水源地，水质要求较高，面源污染治理面临较大压力。

本文以东江湖流域为研究对象，通过构建SWAT面源污染模型和PLUS土地利用模型，

对研究区历史系列及未来2035年不同土地利用格局下的面源污染时空演变开展模拟，

预测相应情景下的面源污染产生量，并基于PSR评价模型对流域面源污染治理开展生

态效益分析。主要内容和成果如下：

（1）论文构建了东江湖流域SWAT面源污染模型，并基于2009-2019年水文、

水质数据进行参数率定和模拟验证。结果表明，SWAT模型对于东江湖流域面源污染

0.800.71

模拟具有良好的适用性，河川径流量率定期和验证期纳什效率系数分别达到、，

0.5

氨氮及总磷的率定期和验证期纳什效率系数均高于。

（2）根据东江湖流域面源污染长系列模拟结果，解析了其时空演变特征和变化

趋势。东江湖流域面源污染受降水、径流等自然过程和土地利用格局等因素的影响，

从时间尺度上看，污染输出负荷集中在降水量较大的丰水期，年际变化表现为面源污

染先增加后减少的趋势；从空间尺度上看，氨氮、总磷负荷较高集中在流域西北部和

中部径流量较大以及农田较为分散的子流域。

（3）结合东江湖流域土地利用和面源污染分布格局，解析了不同类型土地利用

对面源污染的影响。从子流域的角度分析，耕地与面源污染负荷呈正相关，林地呈负

HRU

相关；从水文响应单元（）输出结果分析，总磷负荷贡献程度依次为耕地建设

用地草地林地未利用地。

（4）采用PLUS土地利用模型，设定了历史趋势情景、国土空间规划情景和耕

地保护情景下2035年土地利用格局，在此基础上完成了面源污染响应的模拟和分析。

结果表明，国土空间规划情景更有利于面源污染控制，氨氮和总磷较另外两个情景均

有所减少。污染负荷增加是由于农田污染、建设用地的快速扩张和林地的减少导致的，

而林地和耕地的限制转换对于流域的污染负荷削减具有重要作用。

5311

（）基于生态压力、生态状态、生态响应个层面，以及个评价指标，构建

PSR10

了评价模型，分析了近年及未来国土空间规划情景下面源污染治理生态效益，

并提出了优化土地利用格局、加强面源污染治理等措施建议。结果表明，研究区生态

效益综合指数2010-2020年间呈现上升趋势，生态环境得到改善。

综上，论文提出了面源污染时空响应模拟与治理生态效益研究的框架、流程和成

果，可为东江湖流域及相似地区面源污染科学治理提供理论参考和实践支撑。

关键词：SWAT模型；东江湖流域；土地利用预测；面源污染；生态效益

ABSTRACT

Non-pointsourcepollutioninriverbasingovernanceisbecomingincreasingly

important.AsthesecondlargestlakeinHunanProvince,DongjiangLakeisanimportant

watersourceforfloodcontrol,powergeneration,watersupply,andecology.Waterquality

requirementsarestringent,andthecontrolofnon-pointsourcepollutionisunderintense

scrutiny.TakingtheDongjiangLakeBasinastheresearchobject,thispap