安吉县域农业面源污染分区分类控制方案

摘要

农业面源污染因其严重的危害性和复杂的特性成为广泛关注的焦点，而如何有效地控制农业面源污染，也是国内外学者一直研究的重点。本研究通过对安吉县进行实地调研以及收集相关资料，识别了安吉县主要的污染因子，并以此为依据建立了适用于安吉县的SWAT和WASP模型，将安吉县划分为61个子流域，可视化展示出安吉县流域农业氮、磷流失空间分布，根据各子流域所对应的的水质目标差异，核算出相应的水环境容量，在此基础上，结合安吉县的相关规划，采用二级分区的方式提出了面源污染的分区方案。在一级分区中，将安吉县划分为三个区，即:上游生态环境保护与水土氮磷流失控制区、中游面源污染综合控制区、下游污染减负与生态修复控制区。再根据安吉县污染源分布情况特点、水功能区要求等，进行二级分区，提出针对安吉县的农业面源污染控制方案，为安吉县农业面源污染的有效控制提供了依据和思路。主要研究结论如下:
　　1、除个别断面外，安吉县2010年至2014年其他所有断面水质指标都符合水功能区的要求。以Ⅱ类水水质标准作为参照，可以得出在所有超出Ⅱ类水的污染因子中，五年来DO、氨氮、总磷、高锰酸盐指数、CODcr的平均超出率分别为5.73％、15.32％、6.63％、1.47％、4.39％。在全部超出Ⅱ类水水质的断面中，氨氮与总磷超出断面数最多，共占64％。
　　2、基于Arcgis软件构建SWAT模型空间数据库和属性数据库，通过数据转换实现流域空间的参数化过程。通过对横塘水文站与柴潭埠水质监测站点进行模型的率定与验证，得出横塘水文站的径流在率定和验证期的相关系数均能达到0.9以上，柴潭埠水质监测站点的氨氮与总磷的相关系数也可以达到0.8左右，三个变量的效率系数也均满足模型的要求，说明SWAT模型在安吉县具有较好的适用性。同时，SWAT模型模拟结果表明，氮磷负荷从上游到下游呈逐渐加重的趋势，并在下游区域不断累积，负荷量是上游的数倍。
　　3、将SWAT模型模拟出的各子流域月尺度的氨氮、总磷污染负荷结果，输入到WASP模型中，进而核算安吉县整体的水环境容量情况。通过对横塘水文站点与荆湾水质监测站点进行模型的验证，得出径流、氨氮的一致性系数均为0.9以上，总磷为0.86，三个变量的相关系数均为0.8以上，说明WASP模型在安吉县适用性较好。水环境容量计算结果表明，安吉县大部分河段基本满足水功能区要求，但仍有部分子流域的剩余水环境容量不足。
　　4、根据安吉县行政区划、地形地貌、人口分布、土地利用情况以及结合《安吉县环境功能区划》、《安吉县水土保持规划》，将安吉县划分为三个控制区。并根据控制区内污染源类型进行二级分区，划分为污染优先控制区、茶叶种植污染控制区、粮食作物种植污染控制区、养殖污染控制区、城镇生活污染控制区、生态旅游污染控制区、生态环境保护控制区和水体净化与修复控制区，并根据每个二级控制区内农业面源污染特点，结合实地踏勘情况，分析主要存在的问题，并依此提出具有针对性的安吉县域农业面源污染控制方案。

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论文说明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 农业面源污染现状

1．2 国内外研究现状

1．3 研究目标

1．4 研究内容

1．4．1 安吉县流域SWAT模型构建与模拟研究

1．4．2 安吉县流域各支流水环境容量估算

1．4．3 安吉县域农业面源污染分区分类控制方案

1．5 技术路线

2．1 流域概况

2．1．1 地理位置

2．1．2 地形地貌

2．1．3 气候水系

2．1．4 社会经济

2．1．5 污染源概况

2．1．6 水环境概况

2．2 SWAT

2．2．1 模型发展

2．2．2 模型原理

2．3 WASP

2．3．1 模型简介

2．3．2 模型原理

第三章 县域农业面源污染负荷模拟

3．1 数据库构建

3．1．1 地图投影和坐标转换

3．1．2 数字高程模型

3．1．3 土地利用

3．1．4 土壤类型

3．1．5 气象资料

3．1．6 子流域划分

3．2 敏感性分析

3．3 率定验证

3．3．1 模拟精度及适用性评价

3．3．2 径流、氨氮与总磷的率定及验证

3．4 面源污染氮磷负荷

第四章 水环境容量核算

4．1 模型建立

4．1．1 水系概化

4．1．2 参数确定

4．2 模型验证

4．3 水环境容量

4．4 污染优先控制单元

第五章 二级分区及制定农业面源污染控制方案

5．1 与面源污染相关规划简介

5．1．1 安吉县水土保持规划

5．1．2 安吉县生态环境功能区规划

5．1．3 安吉县环境功能区规划

5．1．4 安吉县河流断面水质达标保持方案

5．2 面源污染控制一级分区

5．2．1 分区依据

5．2．2 一级分区

5．3 面源污染控制二级分区

5．3．1 上游生态环境保护与水土氮磷流失控制区

5．3．2 中游面源污染综合控制区

5．3．3 下游污染减负与生态修复控制区

第六章 结论

6．1 研究结论

6．2 研究创新点

6．3 研究不足

6．4 研究展望

参考文献

作者简历