南四湖流域非点源氮磷污染来源解析与调控模拟研究

摘要

非点源污染又称面源污染，是当今影响水质的最大因素，也是一个难以控制的世界问题。南四湖流域非点源氮磷污染，是影响南四湖及南水北调东线水质的主要因素，明确南四湖流域非点源氮磷污染的来源及其主要影响因素，并采取合理有效的调控模拟措施对流域水资源管理和南水北调东线工程成功有决定性的意义。本文建立一种基于水文和水质数据断面非点源污染分割方法，获取了南四湖流域11个典型流域非点源污染时空演变空间数据序列；通过考虑污染物迁移和溶解过程改进了输出系数模型，对南四湖流域非点源氮磷污染来源进行了定量解析，基于效益评估模型并对不同组合情景下调控措施的非点源污染削减效果和所需费用进行了模拟与优选。研究结果表明： （1）非点源氮磷污染是南四湖流域水污染的主要来源，南四湖流域非点源氮磷污染占总污染的比例分别为65.9%和66.8%。枣庄市、菏泽市、济宁市和泰安市的非点源总氮污染的贡献率分别为14.7%、35.8%、45.4%和4.1%；非点源总磷污染的贡献率为14.5%、37.6%、43.8%和4.1%。 （2）基于改进输出系数法对非点源氮磷污染来源解析发现，土地利用、牲畜养殖和农村生活中非点源总氮污染比例分别为33.6%，25.9%和40.5%，总磷污染比例分为31.6%，43.7%和24.7%；不同土地利用类型非点源氮磷污染来源分析中，旱地贡献比例分别为81.3%和81.9%。 （3）基于统计分析的非点源污染影响因素定量分析发现，非点源总氮污染主要正向因素是年牛养殖和年径流量，相对贡献率为23.57%和7.52%，非点源总磷污染主要正向影响因素为年牛养殖、年末农业人口和年度农药量，相对贡献率为39.75%、14.10%和8.07%；非点源总氮污染主要抑制因素为建设用地面积、国内生产总值和年末总人口，相对贡献率为35.21%、21.25%和9.71%；非点源总磷污染主要抑制因素为建设用地面积和国内生产总值，相对贡献率为19.19%和17.57%。 （4）通过恢复防护费用，机会成本等方法模拟了6°以下耕地保护性耕作、6-15°种植等高植物篱、畜禽散养户沼气池、滨岸植被缓冲带+免耕等9个调控措施情景发现：畜禽散养户沼气池、6°以下耕地保护性耕作和滨岸植被缓冲带+免耕的非点源氮磷污染负荷减排效果较好，总氮削减量分别为8133.02t、7642.24t和4709.75t；总磷削减量分别为1344.41t、1170.72t和2341.45t。调控情景中经济效益较好的是测土配方施肥技术和6°以下耕地保护性耕作，分别为3739.36万元和5482.80万元。 （5）通过减污效果和经济效益的综合评价，本论文首先推荐大力推广耕地保护性耕作和测土配方施肥技术措施，其次是畜禽散养户沼气池，此外，滨岸植被缓冲带+免耕所需费用较低，环境效益较显著，运行维护费用低，也值得推荐。

目录

声明

1引言

1.1研究背景

1.2.1理论意义

1.2.2现实意义

1.3国内外研究进展

1.3.1非点源污染的研究进展

1.3.2非点源污染管控研究进展

1.3.3南四湖流域非点源污染研究进展

1.4.1研究内容

1.4.2技术路线

2.1地理位置

2.2.1地质、地貌

2.2.2气候、水文

2.2.3土壤、植被

2.2.4土地利用

2.3社会经济状况

2.3.1行政区划与人口

2.3.2经济社会

2.3.3农业发展

3.1子流域划分与典型流域选择

3.1.1子流域划分

3.1.2典型流域选择

3.2非点源污染估算方法

3.3数据来源

3.4南四湖流域非点源污染组成分析

3.5南四湖流域非点源污染时空演变分析

4南四湖流域非点源污染来源定量解析

4.1.1研究方法

4.1.2数据来源与处理

4.1.3子流域选择与IECM土地输出系数

4.1.4基于输出系数模型的非点源污染来源分析

4.2.1数据选择与处理

4.2.2指标因子分析与选择

4.2.3影响因素回归分析

4.2.4非点源污染影响因素的定量分析

5.1效益评估模型

5.1.1目标削减量(TRA)

5.1.2恢复防护费用法

5.1.3机会成本法

5.2.1调控措施选择

5.2.2调控措施情景的构建

5.2.3调控措施减排效果模拟

5.3非点源污染调控措施模拟效益分析

5.3.1调控措施情景经济效益评估

5.3.2调控措施情景综合效益分析优选

6结论与建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文与参与课题

致谢