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密云水库上游石匣小流域非点源污染负荷模型研究与建立

王振刚  
【摘要】: 水体环境污染源按其发生类型分为点源、非点源。近些年来,随着点源污染治理水平的不断提高,非点源污染对于整个水体环境污染的贡献率越来越大,非点源污染的特性决定了对其监测、模拟、控制的困难性,目前普遍采用GIS与非点源污染负荷模型结合来计算非点源污染负荷量。 密云水库是北京市的主要地表饮用水源,对于整个北京市的发展有着重要的意义。已有研究表明,密云水库目前处于中等富营养程度,非点源污染是主要的污染形式。研究区石匣小流域位于密云水库上游,建有小流域综合治理试验示范研究区。通过野外监测、取样分析,研究污染物流失规律。 论文建立了石匣小流域空间数据库,使每个单元小区数据行中包含地块代码、土地类型、面积、土壤厚度、作物因子、地形因子、水保措施等字段,包含非点源污染研究所需的各项因子,向模型提供基础数据,由模型自动读取。减少工作量,提高工作效率。 以Visual Basic 6.0作为开发工具,建立的石匣小流域非点源污染负荷模型(SXNPS)分为三个部分:Ⅰ:降雨径流模型,核心为SCS方程;Ⅱ:泥沙流失模型,核心为USLE方程;Ⅲ:营养物迁移模型。分别相对应与非点源污染中的径流量、泥沙污染物流失量及营养物迁移量。采用标准Windows窗口,界面友好。 径流深度同小区的土地利用情况有着很好的相关关系,村庄的径流深度最大,其次为旱地和果树,而林地和灌草丛的径流深度最小。泥沙流失量同小区的地形、植被覆盖因子、控制侵蚀措施因子有着很好的相关关系。特别是地形因子和植被覆盖因子关系最为密切。在坡度最大的北部地区和坡度较大、土地利用方式为旱地和果园的中部地区的小区成为泥沙侵蚀的关键区域。溶解态营养物迁移量同小区的土地利用方式、地形、面积有着很好的相关关系,溶解态营养物迁移浓度以村庄最高,迁移总量以旱地、果园、村庄最高,灌草丛和林地最少。 SXNPS模型同GIS空间数据库之间采用共享数据库和数据文件(dbf、mdb)的集成方式,主要优点是:开发周期短、工作量小、系统的稳定性和可靠性高。但这种集成方式将不可避免的导致模型结构有些松散、系统显得有些臃肿,需要大量的数据管理和转换工作,当模拟过程用不同的输入数据重复时,GIS中重新格式化成为主要障碍。


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