大宁河巫溪段水体总磷TMDL估算及分配研究

摘要

实施污染物排放总量控制是保护和恢复我国水环境质量的根本措施之一。我国目前实行的污染物总量控制以目标总量控制制度为主，缺少与区域水环境质量相协调的容量总量控制制度，存在较多的缺点。因此在流域尺度上建立水体容量总量控制制度，实现总量控制方法上的创新与突破，对于流域污染物总量控制工作意义重大。 三峡库区蓄水后，由于受水库回水项托作用，大宁河回水段已出现富营养化现象，并呈现加重、加大趋势。本研究以大宁河上游巫溪水文站控制流域为研究对象，借鉴美国环境保护署（USEPA）制定TMDL计划的技术方法，在研究流域利用历时曲线法确定水体的总磷TMDL；利用USEPA制定的TMDL计算式对总磷负荷进行初始分配；利用SWAT模型分析流域中污染物负荷的时空分布特性，并利用其模拟结果细化流域内各类非点源的污染负荷分配工作。得到如下主要结论： （1）在春季和冬季，巫溪段水体总磷的TMDL为82．68 kg/day；在夏季和秋季，其值为255．14 kg/day。流域内应重点进行污染物总量控制的季节是夏季和秋季。 （2）流域内耕地的总磷负荷占流域总磷负荷的50%以上，林地和草地依次。耕地是应该重点进行污染物总量控制的土地利用类型。 （3）流域生活点源的总磷允许排放负荷只占到流域总磷负荷总量的3．43%，且不需要进行总磷负荷的消减。 （4）各类型非点源的总磷允许负荷随流量的变化而不同。在夏季和秋季，流域内耕地每天的总磷负荷应消减78．04 kg/day；根据SWAT模型模拟得到的各个子流域的总磷负荷贡献率，将78．04 kg/day的总磷负荷消减量按照此比例分配到对应子流域中，得到了各个子流域应该消减的总磷负荷。 （5）子流域7是总磷总量控制的重点子流域，位于东溪河中游地区。

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文摘

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第一章绪论

1.1研究背景与意义

1.1.1研究背景

1.1.2研究意义

1.2国内外研究进展

1.2.1总量控制的类型与作用

1.2.2国外总量控制研究进展

1.2.3我国总量控制研究进展

1.2.4存在的问题及发展趋势

1.3研究目的、内容与技术路线

1.3.1研究目的

1.3.2研究内容

1.3.3技术路线

第二章流域概况及研究方法介绍

2.1流域概况

2.1.1自然地理概况

2.1.2社会经济概况

2.2研究方法介绍

2.2.1引言

2.2.2 TMDL计划概述

2.2.3历时曲线法介绍

2.2.4 SWAT模型概述

2.2.5补充说明

第三章SWAT模型对总磷时空分布特征的研究

3.1模型数据输入

3.1.1数据类型及来源

3.1.2矢量数据投影转换

3.1.3 DEM输入

3.1.4土地利用数据及处理

3.1.5土壤类型数据及处理

3.1.6气象数据及处理

3.2模型的构建

3.2.1子流域的划分

3.2.2 水文响应单元(HRU)

3.2.3污染源数据输入

3.2.4农业管理措施数据输入

3.2.5模型的运行

3.3模型参数敏感性分析

3.4模型的率定和验证

3.4.1技术路线

3.4.2总径流的率定和验证

3.4.3泥沙的率定和验证

3.4.4总磷的率定和验证

3.5 SWAT模型结果分析

3.5.1泥沙及总磷季节变化规律

3.5.2不同土地利用类型泥沙及总磷负荷

3.5.3各支流流域泥沙及总磷年均负荷

3.5.4各子流域泥沙及总磷年均负荷

3.5.5泥沙及总磷在河道中的损失量估算

3.6 小结

第四章LDC估算总磷TMDL及负荷分配

4.1水体问题识别

4.2水体总磷目标值的确定

4.3水体水质评估

4.4总磷TMDL的估算

4.5总磷负荷的初步分配

4.5.1分配方法

4.5.2 MOS的确定

4.5.3初步分配结果

4.6不同季节总磷负荷分配

4.7总磷负荷的详细分配

4.7.1分配路线

4.7.2点源

4.7.3非点源

4.8小结

结论与展望

参考文献

致谢

研究成果及作者简介