基于SWAT模型的三峡库区香溪河非点源氮磷负荷模拟
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《基于SWAT模型的南四湖流域非点源氮磷污染模拟及湖泊沉积的响应研究》篇一一、引言随着工业化和农业现代化的快速发展,非点源污染已成为当前水环境治理的重要难题。
南四湖流域作为我国重要的淡水湖泊群,其非点源氮磷污染问题日益严重,对湖泊生态系统和人类社会经济发展造成了严重影响。
因此,对南四湖流域非点源氮磷污染的模拟及湖泊沉积的响应研究具有重要的现实意义。
本文基于SWAT(土壤和水评估工具)模型,对南四湖流域的非点源氮磷污染进行模拟,并探讨其对湖泊沉积的影响。
二、研究区域与方法1. 研究区域本研究以南四湖流域为研究对象,包括江苏省、安徽省和山东省的部分地区。
2. 方法本研究采用SWAT模型对南四湖流域的非点源氮磷污染进行模拟。
SWAT模型是一种物理驱动的分布式水文模型,能够模拟流域尺度的水循环过程和污染物迁移转化。
通过收集南四湖流域的气象、土壤、地形等基础数据,以及氮磷等污染物的排放数据,建立SWAT模型,对非点源氮磷污染进行模拟。
三、南四湖流域非点源氮磷污染模拟1. 模型构建与参数率定根据南四湖流域的基础数据,构建SWAT模型,并通过对历史数据的率定,确定模型的参数。
率定过程中,采用试错法对模型参数进行调整,使模型能够较好地反映南四湖流域的水文特征和污染物迁移转化规律。
2. 模拟结果分析通过SWAT模型模拟南四湖流域的非点源氮磷污染情况,分析污染物的来源、迁移路径和转化规律。
结果表明,南四湖流域的非点源氮磷污染主要来源于农业活动、生活污水和工业废水等。
其中,农业活动是主要的氮磷污染来源,生活污水和工业废水也对非点源污染产生了重要影响。
四、湖泊沉积的响应研究1. 湖泊沉积特征分析通过对南四湖湖泊沉积物的采样和分析,研究湖泊沉积特征。
结果表明,湖泊沉积物中氮磷等污染物的含量较高,表明湖泊受到了非点源氮磷污染的影响。
2. 湖泊沉积与非点源污染的关系通过对比分析湖泊沉积物中污染物含量与非点源污染的模拟结果,发现湖泊沉积物中氮磷等污染物的含量与非点源污染的来源、迁移路径和转化规律密切相关。
《基于SWAT模型的南四湖流域非点源氮磷污染模拟及湖泊沉积的响应研究》篇一一、引言南四湖流域作为我国重要的湖泊群之一,其水环境质量直接关系到当地生态系统的稳定和人民的生活质量。
然而,近年来随着流域内人类活动的增加,非点源氮磷污染问题日益严重,对南四湖流域的水环境和湖泊生态系统造成了严重威胁。
因此,本研究基于SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型,对南四湖流域的非点源氮磷污染进行模拟,并探讨其对湖泊沉积的响应机制。
二、研究区域与方法2.1 研究区域本研究以南四湖流域为研究对象,包括湖泊及其周边地区。
该流域地理位置重要,人类活动频繁,是研究非点源氮磷污染及湖泊沉积响应的理想区域。
2.2 研究方法(1)SWAT模型应用本研究采用SWAT模型对南四湖流域的非点源氮磷污染进行模拟。
SWAT模型是一种分布式水文模型,能够综合考虑气候、土壤、地形等多种因素,对流域尺度的水循环和污染物的迁移转化进行模拟。
(2)数据收集与处理收集南四湖流域的气象数据、土地利用数据、土壤数据等,对数据进行处理和分析,为SWAT模型的参数设置和模拟提供依据。
(3)湖泊沉积物分析采集南四湖流域的湖泊沉积物样品,通过实验室分析,了解沉积物的氮磷含量、粒度分布等特征,为研究非点源氮磷污染对湖泊沉积的响应提供依据。
三、SWAT模型在南四湖流域的应用3.1 模型参数设置根据收集的数据,设置SWAT模型的参数,包括气候、土壤、地形、植被等。
通过试错法等方法,对模型参数进行优化,使模型能够更好地反映南四湖流域的实际状况。
3.2 模拟结果分析利用优化后的SWAT模型,对南四湖流域的非点源氮磷污染进行模拟。
通过分析模拟结果,了解非点源氮磷污染的来源、迁移途径和影响因素。
同时,结合湖泊沉积物分析结果,探讨非点源氮磷污染对湖泊沉积的响应机制。
四、非点源氮磷污染对湖泊沉积的响应4.1 氮磷含量变化通过分析湖泊沉积物的氮磷含量变化,发现非点源氮磷污染对湖泊沉积物的氮磷含量产生了显著影响。
基于SWAT模型的水库型水源地非点源污染模拟分析
黄林源;王强;杨戎戈
【期刊名称】《农业与技术》
【年(卷),期】2024(44)8
【摘要】月塘水库为仪征市应急备用水源地,流域内农业为主要产业,由农业活动产生的非点源污染也成为该水库污染物的主要来源。
选择总氮(TN)、总磷(TP)作为污染物代表指标,构建SWAT模型,模拟月塘水库流域2008—2018年月尺度下径流、TN、TP的入库量,以及年尺度下TN、TP负荷的空间分布,结合区域农业管理分析,结果表明:入库径流量与TN、TP峰值出现在汛期;流域上游氮、磷负荷弱于下游,关键污染源区主要为集中于水库周边以耕地为主的区域;水量调度会影响模拟精度,自
然-人工水循环耦合是该模型的改进方向。
【总页数】6页(P114-119)
【作者】黄林源;王强;杨戎戈
【作者单位】江苏省水文水资源勘测局扬州分局;句容市水利局
【正文语种】中文
【中图分类】S181
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分类号 TV3 密级公开U D C硕士学位论文三峡库区香溪河流域非点源氮磷负荷输出特征学位申请人:崔玉洁学科专业:水工结构工程指导教师:刘德富教授宋林旭二〇一三年五月三峡大学硕士学位论文Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Science in EngineeringOutput Characteristics of Non-point Sources Nitrogen and Phosphorus Load in Xiangxi River Basin of ThreeGorges ReservoirGraduate Student: Cui YujieMajor: Hydraulic Structural EngineeringSupervisor: Prof. Liu DefuSong LinxuChina Three Gorges UniversityYichang,443002,P.R.ChinaMay,2013三峡大学硕士学位论文三峡大学学位论文独立完成与诚信声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明,本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
学位论文作者签名:日期:三峡大学硕士学位论文内容摘要三峡水库蓄水后,部分支流形成相对静止的库湾,水体流速下降,自净能力降低,水华频发。
水华是水文气象、充足的氮磷营养盐、水动力条件共同作用的结果,控制污染物来源是缓解水华的根本途径。
污染物来源分为点源污染和非点源污染,随着国家对点源污染的有效控制,非点源氮磷成为影响水体富营养化的关键因素。
《基于SWAT模型的南四湖流域非点源氮磷污染模拟及湖泊沉积的响应研究》篇一一、引言南四湖流域作为我国重要的湖泊群之一,其水环境质量直接关系到区域生态安全和经济发展。
近年来,随着城市化进程的加快和农业活动的增加,南四湖流域面临着严重的非点源氮磷污染问题。
为了有效评估和预测非点源污染的来源、传播及对湖泊生态系统的潜在影响,本文利用SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型对南四湖流域进行非点源氮磷污染的模拟,并分析湖泊沉积物对此类污染的响应机制。
二、SWAT模型的应用SWAT模型作为一种强大的分布式水文模型,被广泛应用于非点源污染的模拟与预测。
在南四湖流域的应用中,该模型能够有效地模拟流域内土地利用变化、气候因素等对非点源氮磷污染的影响。
通过收集流域内历史气象数据、土壤类型、土地利用状况等基础数据,结合SWAT模型的模拟能力,我们可以准确预测非点源氮磷污染的来源和传播路径。
三、非点源氮磷污染的模拟在南四湖流域的非点源氮磷污染模拟中,我们首先确定了主要的污染来源,包括农业活动、城市生活污水和工业排放等。
通过SWAT模型,我们模拟了这些污染源在不同时间、空间尺度上的分布和传播情况。
模拟结果显示,农业活动是南四湖流域非点源氮磷污染的主要来源,特别是在雨季,农田径流中的氮磷含量显著增加。
此外,城市生活污水和工业排放也对流域内的水环境质量构成了威胁。
四、湖泊沉积物的响应机制湖泊沉积物作为水生生态系统的关键组成部分,对非点源氮磷污染的响应机制复杂且多样。
一方面,沉积物通过吸附、沉降等作用,减少水中的氮磷含量;另一方面,过量的氮磷输入可能导致湖泊富营养化,引发藻华等生态问题。
通过对比分析湖泊沉积物中氮磷含量及结构的变化,我们可以了解其对非点源污染的响应机制。
例如,当湖泊沉积物中氮磷含量较高时,表明其对水中的氮磷有较强的吸附和沉降能力;反之,当沉积物中藻类等生物量增加时,则可能表明湖泊处于富营养化状态。
三峡库区氮、磷面源污染负荷模拟及水质评价一、本文概述本文旨在深入研究和探讨三峡库区氮、磷面源污染负荷的模拟及其水质评价。
三峡库区作为中国重要的水电枢纽和生态环境敏感区,其水质状况直接关系到库区生态安全及下游地区的水资源利用。
氮、磷作为水体富营养化的主要营养元素,其过量排放已成为库区水质恶化的重要原因。
对三峡库区氮、磷面源污染负荷进行准确模拟和科学评价,对于制定合理的污染防治措施、保障库区水环境安全具有重要的理论和实践意义。
本文首先回顾了国内外关于面源污染负荷模拟和水质评价的研究现状,分析了当前研究中存在的问题和不足。
在此基础上,结合三峡库区的实际情况,建立了氮、磷面源污染负荷的模拟模型,并对模型的参数进行了校准和验证。
采用多种水质评价方法,对库区水质进行了全面、系统的评价。
通过对三峡库区氮、磷面源污染负荷的模拟和水质评价,本文揭示了库区氮、磷污染的空间分布特征、污染来源及主要影响因素,为库区水环境管理和污染防治提供了科学依据。
本文也为类似地区的水质评价和污染防治提供了参考和借鉴。
二、三峡库区氮、磷面源污染负荷模拟三峡库区作为中国重要的水资源储备区,其水质状况直接关系到长江中下游地区乃至全国的生态安全和经济发展。
氮、磷作为水体富营养化的主要诱发因子,其面源污染负荷的模拟与评估对于三峡库区的水质管理具有重要意义。
为了科学、准确地模拟三峡库区氮、磷面源污染负荷,本研究采用了先进的流域模型,结合库区实际地理、气候、土地利用等数据,构建了精细化的面源污染负荷模拟系统。
该系统能够综合考虑降雨径流、土地利用、农业活动、畜禽养殖等多种因素,对库区内的氮、磷面源污染负荷进行动态模拟。
在模拟过程中,我们采用了多种数据处理技术和分析方法,如空间插值、回归分析、敏感性分析等,以确保模拟结果的准确性和可靠性。
同时,我们还充分考虑了库区内的社会经济因素,如人口分布、农业产业结构等,以确保模拟结果能够真实反映库区的实际情况。
三峡库区流域非点源污染控制模拟研究的开题报告一、研究背景和意义三峡库区是我国重要的水库之一,其保护、管理和发展是关系到国家经济建设和人民生活的重大问题。
随着社会经济的快速发展和人口增加,三峡库区的水环境面临着日益严峻的挑战。
其中,流域非点源污染是三峡库区水环境面临的最大挑战之一,也是全国水质问题的主要来源之一。
对于如何有效地控制流域非点源污染问题,进行模拟研究可以为有效的污染防治提供科学依据。
二、研究内容和方法本研究旨在对三峡库区流域的非点源污染进行量化建模和模拟,预测流域非点源污染排放量及其空间分布特征,并分析其对水环境质量的影响。
具体的研究内容包括以下几个方面:1.建立三峡库区流域非点源污染模型。
采用SWAT模型,对三峡库区的流域地形、气象、土地利用等因素进行建模,以建立该地区的非点源污染模型。
2.模拟三峡库区流域非点源污染排放量。
通过SWAT模型,模拟不同源头的污染物向水体的输送情况,以获得流域非点源污染的排放量。
3.预测三峡库区流域非点源污染的空间分布。
基于SWAT模型的输出结果,使用GIS工具进行空间分析,预测三峡库区流域非点源污染的空间分布特征。
4.分析三峡库区流域非点源污染对水环境质量的影响。
将SWAT模型的模拟结果与三峡库区水环境质量数据进行比较,以分析流域非点源污染对水环境质量的影响。
三、预期成果及意义通过本文的研究,预期可以获得以下成果:1、建立了三峡库区流域非点源污染模型,对三峡库区的流域非点源污染进行了量化建模和模拟。
2、预测了三峡库区流域非点源污染排放量及其空间分布特征,并分析了其对水环境质量的影响。
3、为三峡库区的非点源污染防治提供科学依据和技术支持,为相关部门制定有效的控制策略提供参考。
四、研究计划1、文献调研和数据收集。
对于三峡库区的环境和地理数据进行收集,并对相关文献进行深入调研。
2、建立非点源污染模型。
基于SWAT模型,建立三峡库区的非点源污染模型。
3、模拟非点源污染排放量。
《基于SWAT模型的南四湖流域非点源氮磷污染模拟及湖泊沉积的响应研究》篇一一、引言南四湖流域作为我国重要的淡水湖泊区,近年来面临严重的非点源氮磷污染问题。
这种污染不仅影响了湖泊生态系统的健康,还对周边地区的水资源安全构成了威胁。
因此,研究南四湖流域非点源氮磷污染的来源、迁移及沉积过程,对于湖泊的生态环境保护和可持续发展具有重要意义。
本文将基于SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型,对南四湖流域的非点源氮磷污染进行模拟,并探讨其对湖泊沉积的响应。
二、研究区域与方法2.1 研究区域南四湖流域位于我国南方某地区,是一个重要的水资源聚集区。
该流域地势复杂,气候多变,非点源氮磷污染问题突出。
2.2 研究方法本研究采用SWAT模型对南四湖流域的非点源氮磷污染进行模拟。
SWAT模型是一种基于物理过程的分布式水文模型,能够有效地模拟流域尺度的水循环过程和污染物迁移转化过程。
首先,收集南四湖流域的气象、土壤、地形等基础数据;然后,根据SWAT模型的原理和结构,建立南四湖流域的SWAT模型;最后,利用模型对非点源氮磷污染进行模拟和分析。
三、南四湖流域非点源氮磷污染的模拟与分析3.1 SWAT模型构建与参数校准在建立SWAT模型的过程中,首先需要对模型参数进行校准。
校准过程中,需要收集南四湖流域的历史气象、水文、土壤等数据,对模型参数进行调整,使模型能够准确反映南四湖流域的水文过程和污染物的迁移转化过程。
3.2 非点源氮磷污染的模拟在SWAT模型构建完成后,利用该模型对南四湖流域的非点源氮磷污染进行模拟。
通过模拟不同情景下的氮磷排放量、迁移路径和沉积量等数据,分析非点源氮磷污染的来源、迁移及沉积过程。
3.3 结果分析根据模拟结果,分析南四湖流域非点源氮磷污染的现状和趋势。
同时,结合实际调查和观测数据,对模拟结果进行验证和修正,提高模拟的准确性和可靠性。
四、湖泊沉积对非点源氮磷污染的响应研究4.1 湖泊沉积与非点源氮磷污染的关系湖泊沉积是氮磷等污染物的重要归宿之一。
第33卷第1期2013年1月环境科学学报Acta Scientiae CircumstantiaeVol.33,No.1Jan.,2013基金项目:国家自然科学基金面上项目(No.51179095,50925932,51009080,51009081);国家水体污染控制与治理科技重大专项(No.2009ZX07104-001,2009ZX07104-004)Supported by the National Natural Science Foundation of China (No.51179095,50925932,51009080,51009081)and the Major Project for Chinese National Water Pollution Control and Treat (No.2009ZX07104-001,2009ZX07104-004)作者简介:宋林旭(1980—),女,讲师,E-mail :slx1980@yahoo.com.cn ;*通讯作者(责任作者),E-mail :Dfliu@ctgu.edu.cn Biography :SONG Linxu (1980—),female ,lecturer ,E-mail :slx1980@yahoo.com.cn ;*Corresponding author ,E-mail :Dfliu@ctgu.edu.cn宋林旭,刘德富,肖尚斌,等.2013.基于SWAT 模型的三峡库区香溪河非点源氮磷负荷模拟[J ].环境科学学报,33(1):267-275Song L X ,Liu D F ,Xiao S B ,et al .2013.Study on non-point nitrogen and phosphorus load from Xiangxi River in the Three Gorges Reservoir area based on SWAT [J ].Acta Scientiae Circumstantiae ,33(1):267-275基于SWAT 模型的三峡库区香溪河非点源氮磷负荷模拟宋林旭1,2,刘德富2,*,肖尚斌1,2,过寒超1,2,崔玉洁1,2,陈玲1,21.水利与环境学院,三峡大学,宜昌4430022.三峡库区生态环境教育部工程研究中心,三峡大学,宜昌443002收稿日期:2011-12-29修回日期:2012-03-23录用日期:2012-04-17摘要:三峡水库蓄水后,水动力条件改变下营养盐的过量输入导致部分支流库湾水华现象及水体富营养化问题严重.本文以香溪河为研究示范区,基于GIS 平台建立流域下垫面空间数据库,以氮磷为研究对象,应用SWAT 模型对流域三大主要水系及涉及35个子流域进行2000—2009年径流、营养盐输出模拟研究,并对实测数据和模拟结果进行分析,结果表明:径流模拟结果校验阶段的效率系数0.65和0.86,确定系数是0.78和0.91,模拟效果较好,径流和营养盐负荷受降雨影响呈正相关关系,在丰水年和丰水季节较大,2000—2009年期间TN 和TP 年均负荷分别是2640.64和300.01t ,在2007年达到最大值,分别是3475.96和399.20t ,在2005年为最小值,分别是2036.72和226.44t ,TN 和TP 负荷的贡献率高岚水系>古夫水系>南阳水系,支流TN 和TP 输出强度空间差异较大,空间分布差异系数分别是0.34和0.58,TN 最大值和最小值是29.39kg·hm -2·a -1和3.86kg ·hm -2·a -1,TP 最大值和最小值分别是4.90kg ·hm -2·a -1和0.54kg ·hm -2·a -1.关键词:氮磷;香溪河;三峡库区;SWAT ;径流文章编号:0253-2468(2013)01-267-09中图分类号:X171文献标识码:AStudy on non-point nitrogen and phosphorus load from Xiangxi River in theThree Gorges Reservoir area based on SWATSONG Linxu 1,2,Liu Defu 2,*,XIAO Shangbin 1,2,GUO Hanchao 1,2,CUI Yujie 1,2,CHEN Ling 1,21.Hydraulic and Environmental Engineer College ,Three Gorges University ,Yichang 4430022.Engineering Research Center of Eco-Environment in Three Gorges Reservoir Region ,Ministry of Education ,Three Gorges University ,Yichang 443002Received 29December 2011;received in revised form 23March 2012;accepted 17April 2012Abstract :After impounding ,water blooms occurred in some branch bays of the Three Gorges Reservoir owing to the changed hydrodynamic conditions and excessive nutrients.The spatial database of the underlying surface of the Xiangxi River basin was established based on GIS ,and SWAT model was applied to simulate the runoff and nutrients loads derived from the three major distributaries watersheds and 35sub -basins during 2000—2009.The results of observed and simulated load output were analyzed.It was showed that efficiency coefficients of runoff in validating and calibrating stages were 0.653and 0.86,respectively ,and the decided coefficients were 0.78and 0.91,respectively.The runoff was positively correlated with the nutrient loads.The average TN and TP loads were 2640.64and 300.01t ,the minimum occurred in 2005were 2036.72and 226.44t ,and the maximum occurred in 2007were 3475.96and 399.2t ,respectively.The order of TN and TP loads from the distributaries watersheds was Gaolan >Gufu >Nanyang.The spatialdistribution of the TN and TP loads varied greatly ,with the maximum and minimum values of TN being 29.39and 3.86kg ·hm -2·a -1of TP being 4.90and 0.54kg ·hm -2·a -1.The spatial variation coefficients of TN and TP were 0.34and 0.58,respectively.Keywords :nitrogen and phosphorus ;Xiangxi River ;the Three Gorges Reservoir ;SWAT ;runoff1引言(Introduction )三峡水库蓄水后,库区水环境问题备受关注(黄真理,2006;许书军,2003;许其功,2007).库区干流水质没有明显的恶化趋势,水体理化指标基本保持稳定,但部分支流富营养化问题严重,频繁爆DOI:10.13671/j.hjkxxb.2013.01.038环境科学学报33卷发水华现象(肖铁岩,2009).库区支流富营养化影响水功能规划目标,逐渐成为直接影响三峡库区的水环境质量与生态安全的关键因素(吕怡兵,2007),氮磷是水体富营养化的主要控制性营养元素,非点源是水体污染的重要来源(李灵,2009).相对点源污染而言,对非点源污染负荷定量化研究具有较大的难度,其主要困难在于降雨径流发生的不确定性,此外,降雨和径流、氮磷排放负荷的非线性关系以及土地利用模式和管理措施的快速变化也加强了定量化研究的复杂性(Jayakrishnan,2005).数学模型逐渐成为计算和评价非点源污染的重要手段,应用GIS技术支持的非点源污染模型,可以对整个流域的非点源污染进行定量描述,分析其产生的时间和空间尺度分布特征.目前,SWAT模型快速发展,在国外有着深入和广泛的应用,在国内已开始广泛试用,处于探索阶段,成为热点研究模型(Berkiaris,2005;丁飞,2007;孙瑞,2010;楚贝,2011).香溪河是三峡水库坝首湖北境内的第一大支流,蓄水后,库湾水体总氮(TN)年均值1.41 mg·L-1,总磷(TP)年平均值0.17mg·L-1,丰富的营养物质基础加上合适的水动力及环境条件致使水华频发(宋林旭,2011),逐渐成为社会各界关注的焦点,水土严重流失和化肥过量施用引起的香溪河非点源污染是导致库湾水体富营养化的主要原因,对于香溪河流域氮磷入库的定量化研究结果差异较大(李凤清,2008;张超,2008),且缺少氮磷输出的时空分布信息,其研究成果难以指导水体富营养化预测和管理控制工作.本文以三峡库区香溪河流域为研究示范区,基于GIS平台建立流域下垫面空间数据库,以氮磷为研究对象,构建适合香溪河流域特征的SWAT模型,对流域三大主要水系及涉及35个子流域非点源氮磷负荷和径流进行模拟研究,进行模型适用性评价,并分析香溪河流域非点源营养盐时空分布特征,为有针对性开展流域非点源污染氮磷流失控制和管理提供基础依据.2研究区概况(Outline of study area)香溪河是长江干流三峡库区坝首的第一条一级支流(图1),位于30ʎ57' 31ʎ34'N,110ʎ25' 111ʎ06'E,属三峡库区典型的农林复合小流域,流域总面积3183km2,其中神农架林区865km2,兴山县占2106km2,秭归县212km2(盛前丽,2008),年径流量19.56亿m3,多年平均流量63.5m3·s-1,最大流量2700m3·s-1,最小流量8.9m3·s-1,冬季、春季为枯水阶段,流域地形起伏,高程变化大,形成流域内典型的立体水文气象、立体植被特征和立体土壤类型结构特点.香溪河水系有大小支流百余条,主要有三大水系(图2),分别是高岚水系,古夫水系和南阳水系,南阳和古夫水系在上游响滩汇入主河道,高岚河经由建阳平在中游峡口汇入.流域内设有兴山水文站(自记站)和建阳平水文站(人工站),分别控制的流域面积是1851km2和749km2,同时蓄水期间水位达158m以上兴山站处于回水区,此时兴山站实测流量并非实际流量,因此分别在古夫图1香溪河在三峡库区的位置图Fig.1The location of Xiangxi River in the Three Gorges ReservoirArea图2香溪河水系图Fig.2The tributaries of Xiangxi River8621期宋林旭等:基于SWAT模型的三峡库区香溪河非点源氮磷负荷模拟河和南阳河出口增设2个分站,然后由分站的流量演算兴山站实际流量.香溪河流域人多地少,实践“高投入,高产出”传统的经营模式.在降雨条件下水土流失和化肥流失引起的环境效应是香溪河库湾水体污染的重要原因.3SWAT模型在研究区的应用(Application of SWAT in study area)近些年,随着SWAT模型的不断改进,其在我国的应用研究快速发展.本文中采用ARCSWAT2.3.4,是SWAT2005和ARCGIS9.3的集成版本.3.1模型数据库构建SWAT模型进行流域非点源污染模拟,需要输入的数据量巨大,种类繁多.在数据的内容上,主要包括地理空间数据库(地形、土壤、土地利用等专题图),属性数据库,水文气象数据表及位置表,土壤和土地利用索引表,农耕管理数据,模型校验所需的水文、泥沙和水质数据等.本项目中的模型数据资料的来源和基本情况见表1.表1建模所需的基本资料Table1The required data for SWAT名称数据精度资料来源格式地形DEM30mˑ30m中国资源与环境数据中心Grid土地利用植被图1ʒ100万中国资源与环境数据中心shp file 土壤土壤图1ʒ100万南京土壤所.shp file 气象气象资料表日均值兴山气象局.txt水文数据表日均值宜昌水文局.txt农耕管理调查表实地调研.txt为适应模型对输入资料的需求,所有的空间数据必须具有相同的地理坐标和投影,为空间数据的叠加分析和单元划分提供基础.综合考虑香溪河流域特征和空间资料情况,选择Albers等积圆锥投影进行专题图处理,涉及到的投影相关参数见表2.表2投影参数列表Table2The projection parameter第一标准纬线第二标准纬线中央经度参考椭球体地理坐标系30ʎ00'00ᵡN32ʎ00'00ᵡN110ʎ45'30ᵡE Krasovsky beijing19543.1.1天气发生器和土壤属性数据库建立SWAT模型使用7类数据库来存储有关的土壤物理属性、植被生长、土地利用、耕作、肥料组分、农药和天气.肥料、农药、耕作、植被生长主要参考模型自带数据库,并进行适当的修改.天气和土壤数据库需要用户根据研究区域特点自建,在模型运转之前导入模型中.本文中气象数据是实测数据,由兴山气象局提供,土壤数据源于南京土壤所,具体要求和方法参考《SWAT用户应用指南》(肖军仓,2010).图3香溪河流域DEMFig.3The DEM of Xiangxi River962环境科学学报33卷3.1.2基于DEM 数据的子流域划分DEM 是地表单元上的高程集合(数字高程模型),是模型进行流域划分、水系生成和水文过程模拟的基础.通过DEM 可提取大量的地表形态信息,包含网格单元的坡度、坡向、粗糙程度以及各单元格之间的关系等,同时根据D8算法可确定地表水流路径、河流网络和流域边界、河流比降及长度等.加载DEM 并通过预处理后,设定子流域面积阈值59.19km 2,进行子流域划分,设定子流域的出口(流域入口).分别在高岚河、古夫河、南阳河和响滩加载子流域监测断面位置表,一方面方便获取支流来流水质和水量数据,另一方面实为加载水质和水文监测控制断面,方便模拟结果的校验.本研究将香溪河流域共划分成35个子流域进行模拟研究,如图4。