渭河流域非点源污染物入河量估算研究

摘要

渭河是黄河第一大支流,从西至东贯穿整个关中平原。渭河流域涉及甘肃、宁夏、陕西三省(自治区),是我国重要的粮棉油产区和工业生产基地之一,也是关中地区绑污、泄洪、维持生态系统的重要水源地,影响着渭河两岸各城市的社会经济发展和人民生活水平。渭河流域作为关中地区唯一的污废水排泄通道,流域内大部分生活污水、工业废水进入渭河,导致渭河干流水质恶化为V类,甚至劣V类水,水体基本丧失原有值用功能。随着人类经济活动的不断加剧,我国水体污染状况日益严重,水环境污染问题越来越严重的遏制当今人类的生存和发展,并成为急需解决的全球性问题。本研究选择整个渭河流域为研究对象,结合当前的污染现状,结合国家课题,开展流域污染物入洞量定量研究,具有重要的科学价值与现实意义。
　　本文收集了渭河流域社会经济、自然地理以及水质数据(2010年)等基础资料,昶用ARCGIS软件得到土地利用等数字高程方面的数据,然后利用数据要求相对不高的SPARROW模型对渭河流域氨氮和COD水质状况进行分析,并对流域污染源进行空间解析,得出流域污染负荷空间分布及定量计算结果。此外,本文利用渭河潼关吊桥断面2006年~2010年的水质数据,计算了渭洱流域潼关吊桥断面的实际负荷,并利用径流量差值法估算了非点源污染负荷量,并与SPARROW模型估算结果相比较,得到以下结论:
　　(l)渭河流域河流水质氨氮、COD两种污染物浓度最高分别为5.5mg/L和12.4mg/L,浓度较高地区集中在渭河干流宝鸡常兴桥断面至渭南华县断面,污染物浓度较高地区主要是成阳、西安、渭南地区,另外天水、庆阳部分地区水质污染也比较严重:
　　(2)通过对渭河流域污染源解析,结果表明渭河流域氨氮污染的主要污染源为农业和畜禽养殖,污染源比例分别为42.96％和40.96％,而点源的影响相对较低,仅占16.Og％;然而对于COD污染来说,主要污染源表现为点源,点源比例占了35.14％,其次为畜禽养殖和农业源,污染源比例分别为30.43％和23.36％,城镇污染源也占到了一定比例,为11.06％;
　　(3)渭河流域SPARROW模型的年均氨氮、COD产量计算结果显示,在渭河流域上游地区总体上氨氮、COD污染输出模数相对都比较低。根据SPARROW模型计算结果,整个渭河流域氨氮产量为51.6kg/(krr12.yr),COD为;296.3kg/(krr12.yr);
　　(4)潼关吊桥断面年总污染负荷的计算结果表明渭河流域 COD年总污染负荷在五年内呈现下降的趋势,由2006年的70100t降低到2010年的54531t,NH3-N波动较小,介于14340t~18902t之间,原因在于点源排放量稳定时,氨氮污染径流量变化对年通量的影响不大;
　　(5)径流量差值法计算潼关吊桥非点源污染结果表示,渭河流域 COD非点源比例在五年内呈现增长的趋势,非点源比例介于12％~30％之间。氨氮非点源比例介于8％~15％之间,波动较小;
　　(6)通过 SPARROW模型和输出系数法的结果比较得出:①渭河流域氨氮和 COD污染严重地区基本都是在渭河干流咸阳、西安、渭南段,以及天水、庆阳地区,两种方法结果一致;②SPARROW模型计算得到NH3-N计算值比实际值偏大63.57％,COD偏大6.74％,而输出系数法计算出的渭河流域非点源污染负荷较实际而言有所偏高,COD偏高26％,NH3-N误差相对较小,为5.81％,两者不尽相同;③SPARROW模型得出氨氮非点源污染源贡献比较大的主要是农业源、畜禽养殖源,其贡献比例分别为42.95％和40.96％;COD非点源污染贡献比较大的是农业源、畜禽养殖源以及城镇污染源,贡献比例分别占30.43％、23.36％和11.06％。输出系数法得出污染源贡献较大的普遍为农业人口、大牲畜以及耕地,并且农业人口所占的比例介于20％~53％之间,耕地的所占的比例最低为8.14％,最高为44.67％;大牲畜的则比较平稳,介于16％~25％。可见两种方法得出的污染源类型基本相同,各污染源所占比例略有不同。

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1绪论

1.1 课题的研究背景和意义

1.2 流域非点源污染物入河污染物量估算研究进展

1.3 研究内容及技术路线

2研究区概况

2.1渭河流域自然地理概况

2.2流域社会经济概况

2.3水环境污染状况

3研究方法介绍

3.1 SPARROW模型简介

3.2降雨量差值法简介

3.3径流量差值法简介

4 渭河流域SPARROW模型

4.1数据来源与模型输入数据库的建立

4.2模型的运行与调试

4.3模型输出数据及说明

4.4模拟结果及分析

4.5本章小结

5渭河流域负荷估算

5.1渭河流域实际负荷估算

5.2径流量差值法估算非点源污染负荷

5.3降雨量差值法估算非点源污染负荷

5.4渭河流域负荷不同估算方法的结果比较

5.5本章小结

6结论与展望

6.1结论

6.2创新点

6.3不足与展望

致谢

参考文献

附录