基于HSPF模型的宜興平原河網(wǎng)地區(qū)非點(diǎn)源污染模擬相關(guān)研究.pdf

1、多年來(lái)，各專家學(xué)者都認(rèn)為點(diǎn)源污染是造成水污染的主要原因，我國(guó)投入了大量的人力物力，使用了許多科技手段減少污水排放量，并取得了許多成果。但是只對(duì)點(diǎn)源進(jìn)行控制，依舊不能保證水污染現(xiàn)狀的根本改善，大量的非點(diǎn)源污染物仍持續(xù)不間斷地進(jìn)入水體，非點(diǎn)源污染成為新一類的污染源。城市生活污水、畜禽養(yǎng)殖和農(nóng)事活動(dòng)是非點(diǎn)源污染的主要來(lái)源，其中農(nóng)業(yè)非點(diǎn)污染占的比重最大且分布最為廣泛。由于非點(diǎn)源污染隨機(jī)性大、時(shí)空范圍廣、潛伏時(shí)間長(zhǎng)、影響因子較多，近年來(lái)成為國(guó)內(nèi)環(huán)

2、境領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
　　本文研究區(qū)域?yàn)橐伺d平原河網(wǎng)地區(qū)，宜興位于江蘇省南端、太湖西岸，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)。通過(guò)實(shí)地調(diào)查，位于研究區(qū)域的有37家工業(yè)點(diǎn)源和2家污水處理廠，其中95％以上的工業(yè)點(diǎn)源排放的污水都已進(jìn)入污水處理廠。為調(diào)查宜興平原河網(wǎng)地區(qū)河流水質(zhì)情況，本文以宜興市2條入太湖河流漕橋河和殷村港為研究對(duì)象，共在漕橋河布設(shè)7個(gè)采樣點(diǎn)，殷村港布設(shè)7個(gè)采樣點(diǎn)，太湖沿岸布設(shè)8個(gè)采樣點(diǎn)，2013年5月至2014年3月期共現(xiàn)場(chǎng)采樣6次，采樣頻率為每2

3、個(gè)月一次，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得水溫和電導(dǎo)率，并于實(shí)驗(yàn)室分析氨氮、硝態(tài)氮、總氮、總磷、CODMn、葉綠素、TOC、三維熒光等各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)。針對(duì)宜興平原河網(wǎng)地區(qū)的自然地理環(huán)境、氣候特征和產(chǎn)流方式等因素，選擇了HSPF模型對(duì)宜興平原河網(wǎng)地區(qū)的非點(diǎn)源污染進(jìn)行模擬，并通過(guò)收集研究區(qū)域的數(shù)字高程圖、水系圖、土地利用類型圖、河道數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，構(gòu)建宜興平原河網(wǎng)地區(qū)HSPF模型的空間數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，建立HSPF模型，完成了研究區(qū)域的2011～2013年的徑

4、流量、泥沙量和氮磷污染負(fù)荷的校正與驗(yàn)證。本研究得出如下結(jié)論：
　?。?）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，漕橋河與殷村港從上游到下游，TP、TN、氨氮濃度在逐漸增加，漕橋河TP、TN、氨氮對(duì)河流的污染程度比殷村港嚴(yán)重，殷村港COD的污染程度比漕橋河嚴(yán)重。太湖入湖口各點(diǎn)位，沿岸從北到南，TP濃度逐漸增加，TN和氨氮濃度逐漸減小，COD沒(méi)有明顯變化。太湖湖體中TP、TN、氨氮的污染程度比河道的低，但COD的污染程度高于河道中。全年中22個(gè)采樣點(diǎn)的TP濃度

5、在7月份達(dá)到最大值0.46mg/L，TN濃度在3月份達(dá)到最大值8.5mg/L。
　　（2）運(yùn)用ArcGIS、BASINS等工具構(gòu)建HSPF模型的空間數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，建立宜興平原河網(wǎng)地區(qū)HSPF模型，并對(duì)研究區(qū)域的徑流量、泥沙量和總氮總磷等模塊分別進(jìn)行了校正與驗(yàn)證。采用相對(duì)誤差（RE）和納什系數(shù)（Ens）對(duì)模型的模擬效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。模擬結(jié)果顯示，徑流量的平均相對(duì)誤差為10.8%，納什系數(shù)為0.872；泥沙量的相對(duì)誤差為-23.8

6、3%～44.85%；氨氮的平均相對(duì)誤差為-31.3%；總磷的平均相對(duì)誤差為-27.69%。HSPF模型對(duì)徑流量的模擬能力較好，對(duì)泥沙量和氮磷污染物的模擬效果一般?？傮w來(lái)看，HSPF模型的模擬精度基本達(dá)到要求，可用于宜興平原河網(wǎng)地區(qū)非點(diǎn)源污染的模擬研究。
　?。?）模型的不確定性分析結(jié)果如下：在模型輸入的氣象數(shù)據(jù)中，降雨量和潛在蒸發(fā)量對(duì)非點(diǎn)源污染負(fù)荷的模擬影響很大，故在收集氣象數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)盡量的獲得研究區(qū)的逐小時(shí)的降雨量和潛在蒸發(fā)量數(shù)

7、據(jù)。由于河道的長(zhǎng)度、斷面的寬度和坡度是由模型通過(guò)DEM高程數(shù)據(jù)計(jì)算得出的，與實(shí)際數(shù)值有較大差異，而這些數(shù)據(jù)直接影響模型對(duì)河道徑流量的模擬，降低了模擬精度；泥沙量跟研究區(qū)域的土地利用類型和土壤類型有關(guān)，泥沙量的設(shè)定參數(shù)中好多需要從研究區(qū)域的砂粒分析報(bào)告中獲得（主要包括有效砂粒直徑、砂粒沉降速度和砂粒密度等），故泥沙量的模擬變化性很大。
　　本研究可為太湖流域非點(diǎn)源污染研究與治理提供依據(jù)，也可作為其他區(qū)域展開(kāi)非點(diǎn)源污染研究的理論和參考