基于水质模型和SCS模型的南部县河流型饮用水源保护区划分研究

摘要

饮用水水源地是指提供居民生活及公共服务用水的取水水域和密切相关的陆域。饮用水水源保护区是国家为防治饮用水水源地污染、保障水源水质而划分，并要求加以特殊保护的一定范围的水域和陆域。目前，我国对于河流型水源地保护区的划分方法大多采用经验法，而运用数值模型等定量方法的较为少见。论文以四川省南充市南部县嘉陵江饮用水水源地为实例，在实地调查和收集资料的基础上，运用分类评分法对南部县嘉陵江饮用水水源地进行水质评测，确保水质能够达到Ⅱ类水质标准。在水域保护区和陆域保护区划分的过程中分别运用水质模型和SCS模型，结合GIS技术，准确确定了南部县嘉陵江饮用水水源地保护区的水域和陆域范围。论文主要取得以下结论：　　(1)南部县嘉陵江饮用水水源地的水质监测断面选择在南部县老鸦镇梓潼村五庙山断面，本次监测项目包括水环境质量标准基本项目标准限值25项，集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值4项，共计29项监测项目。论文通过对各种水质评价方法的对比分析，选择分类评分法对五庙山监测断面2014-2018年的监测数据进行水质评价，分析得出南部县嘉陵江饮用水源地水质评价结果：五庙山监测断面2014-2018年监测结果均能达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的II类水质标准。　　(2)通过对比一维、二维和三维水质模型，认为二维水质模型适合于边界条件简单、平直、段面形状规则的河流混合过程段，与南部县嘉陵江河流特点相匹配，故南部县饮用水水源地水域保护区划分方法选择二维水质模型法。在此基础上，最终确定一级水域保护区为取水口下游100m至上游1000m的嘉陵江水域，二级水域保护区为取水口下游300m至上游3700m除一级水域保护区以外的嘉陵江水域。确定一级水域保护区面积为1.270km2，二级水域保护区面积为3.075km2。　　(3)通过GIS技术对南部县饮用水水源地陆域进行无洼地DEM数据生成、汇流累积量、水流长度、河网提取和流域分割等操作分析，得出集水区域图和土地利用现状图。明确南部县水源地陆域坡度范围在0-85.75°，海拔范围在316-684m，其海拔从河流两侧逐渐向河流内侧降低，降幅较为明显；坡向较为复杂，主要以西南、西北、东和北为主。　　(4)应用SCS模型法划分了南部县嘉陵江饮用水水源地陆域保护区，确定一级陆域保护区范围为一级水域保护区两侧沿岸向外延伸170m的陆域；二级陆域保护区范围为水域保护区两岸延伸至分水岭除一级陆域保护区外的陆域。确定一级保护区的陆域面积为0.374km2；二级保护区的陆域面积为5.258km2。最终完成南部县嘉陵江集中式饮用水水源保护区划分，核算水源地保护区面积，制作水源地保护区划分范围图。论文研究成果为南部县嘉陵江饮用水水源地保护提供技术依据。

目录

声明

第1章 绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究进展

1.2.1国外研究进展

1.2.2国内研究进展

1.3研究意义

1.4研究内容

1.5技术路线

第2章南部县水源地基础环境状况及水质分析

2.1自然概况

2.1.1 地理位置

2.1.2 嘉陵江概况

2.1.3 地质地貌

2.1.4 气象

2.2社会经济状况

1、国民经济

2、工业现状

3、农业发展

2.3城市供水情况

2.3.1南部县城区供水情况

2.3.2自来水厂情况

2.3.3取水口情况

2.3.4水泵房情况

2.4水源地水质评价

2.4.1评价标准

2.4.2评价方法综述

2.4.3评价方法选择

2.4.4监测断面信息

2.4.5水质监测结果

2.4.6水体质量评价结果

第3章基于水质模型法划分水源地水域保护区

3.1划分原理及意义

3.2水质模型简介

3.2.1环境质量基本模型

3.2.2水质数学模型的求解

3.3水域保护区范围划分

3.3.1环境功能区划原理

3.3.2保护区划分方法选取

3.3.3模型计算

3.3.4水域保护区划分结果

3.4本章小结

第4章基于GIS 对南部县水源地陆域的水文分析

4.1水文分析流程

4.2DEM数据生成

4.3无洼地DEM生成

4.3.1水流方向提取

4.3.2洼地计算

4.3.3洼地填充

4.4汇流累积量

4.5水流长度

4.6河网提取

4.6.1河网生成

4.6.2河网分级生成

4.7集水区域

4.8土地利用现状图生成

4.9本章小结

第5章基于SCS模型法划分水源地陆域保护区

5.1基于SCS模型划分陆域保护区的原理及意义

5.1.1划分方法及思路

5.1.2SCS模型原理

5.1.3模型流程图

5.2陆域保护区划分

5.2.1基础数据准备

5.2.2非点源污染负荷估算

5.2.3径流计算

5.2.4划分结果

5.3本章小结

结论及展望

一、结论

二、展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

参加的科研项目