基于GIS区域非点源污染分区分级风险评价方法研究 ——以定西市安定区为例

论文摘要

近年来,随着点源污染得到了有效的治理,非点源污染已经成为了水环境的主要污染来源。几十年来,我国对非点源污染治理的研究主要集中在南方地区,例如太湖、长江三江洲等地区,但是对西部地区非点源污染研究较少,非点源污染分区分级的研究更少,无法给管理者提供直接的结论和可视分布。本研究基于GIS建立了区域非点源污染分区分级方法:首先建立以通用土壤侵蚀方程、氮磷污染负荷为基础的水土流失型非点源污染模型,并计算了区域非点源污染的负荷的分布情况;其次利用现阶段的非点源污染风险评价方法,选取非点源污染评价指标及数据的标准化处理,借鉴潜在非点源污染指数确定了非点源污染风险评价的计算方法;利用非点源污染的源强分布及风险评价获得的数据结合SWAT模型的子流域的划分,采用自然间断点分级法(Jenks)对研究区域的非点源污染负荷及面源风险评价进行了分级分区的划分。最后利用所建立的非点源污染分级分区方法对定西市安定区进行分析,研究的主要结论有:(1)模拟结果显示定西市安定区的土壤侵蚀程度主要属于微度侵蚀和轻度侵蚀;其中定西市安定区非点源污染中总氮的流失负荷为77856.25t/a,总磷的流失负荷为45265.72t/a。(2)定西市安定区非点源污染风险的平均风险值为0.772903;从定西市安定区非点源污染风险指数的空间分布图来看,最高的非点源污染风险值是0.890386,非点源污染风险值的空间分布总体上呈现西北部高于东南部的情况,主要是由于西北地区相较于东南地区污染物迁移距离小,迁移过程中污染物被植物的生物、物理(沉降、拦截)降解作用不大导致西北地区非点源污染风险值高。(3)研究过程中利用SWAT模型按照水文响应单元将定西市安定区划分为46个子流域,其次利用定西市安定区非点源污染氮磷流失分布图及定西市安定区非点源污染风险评价分布情况,将定西市安定区非点源污染分区划分为高风险区、中度风险区、低风险区;本研究将定西市安定区非点源污染氮磷流失及风险评价指数级数都在4、5两个级别定义为区域非点源污染控制的高风险区,定西市安定区高风险区分布在子流域2、3、4、5、6、7、8、9、10、1 1、12、17、27、28、30,这些区域土壤侵蚀严重,主要是由于该区域的坡度较高,其主要分布定西市安定区在白碌乡、石峡湾乡、新集乡;本研究将定西市安定区非点源污染氮磷流失及风险评价指数级数都在1、2,将其定义为定西市安定区非点源污染低风险区,定西市安定区低风险区主要分布在子流域32、33、35、36、40、44、45、46,且地处内官营盆地坡度低,其主要分布定西市安定区在宁远镇、杏园乡、内官营镇等;除去定西市安定区低风险区及高风险区将其他子流域划分为中风险区,其主要分布在石泉乡、青岚山乡、称钩驿镇等。(4)根据定西市安定区非点源污染分区分布情况提出了相应的管理建议;就高风险区而言采用坡改耕、退耕造林等工程方式及管理措施对非点源污染进行防治;中度风险区要实地的分析获得其非点源污染流失的主要影响因子,列如子流域20,该区域的坡度低又距离水体近导致了非点源污染氮磷流失分布低而面源风险评价值高,需要就该区域非点源污染特点实地制定相应的管理办法;低风险区采用的措施是通过加强人们污染防治意识实现对非点源污染的管理。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 研究的目的及意义
•   1.3 研究进展
•     1.3.1 非点源污染定量估算的研究现状
•       1.3.1.1 基于USLE模型对非点源污染的研究现状
•       1.3.1.2 SWAT模型在非点源污染分析中的应用
•     1.3.2 非点源污染风险评价研究现状
•       1.3.2.1 磷指数法
•       1.3.2.2 分布式非点源污染模型评价法
•       1.3.2.3 多因子综合评价法
•     1.3.3 非点源污染分区分级的管理研究现状
•   1.4 研究技术路线
•   1.5 研究内容及方法
•     1.5.1 研究方法的建立
•     1.5.2 定西市安定区土壤侵蚀非点源污染分布分析
•     1.5.3 定西市安定区非点源污染风险评价
•     1.5.4 定西市安定区非点源污染分级分区研究
• 2 基于GIS非点源污染分级分区方法体系的建立
•   2.1 模型的介绍
•     2.1.1 通用土壤侵蚀模型的介绍
•     2.1.2 非点源污染定量分析方法
•     2.1.3 SWAT模型的介绍
•   2.2 基于USLE模型分析非点源污染源强分布
•     2.2.1 基于土地利用类型的污染负荷的核定
•     2.2.2 研究采用的模型
•   2.3 非点源污染风险评价方法的建立
•     2.3.1 评价指标的选取
•     2.3.2 数据标准化方法
•     2.3.3 评价方法的建立
•   2.4 非点源污染分级分区的方法建立
• 3 以N、P为例对甘肃省定西市安定区非点源污染风险分区分级评价研究
•   3.1 定西市安定区概况
•     3.1.1 地理位置
•     3.1.2 自然环境
•     3.1.3 水文情况
•     3.1.4 定西市安定区数据库的建立
•   3.2 定西市安定区非点源污染负荷研究
•     3.2.1 基于ULSE模型对安定区非点源负荷的估算
•     3.2.2 土壤侵蚀的分析
•     3.2.3 不同土壤氮磷含量的确定
•     3.2.4 土壤侵蚀非点源污染估算模型
•     3.2.5 小结
•   3.3 定西市安定区非点源污染风险评价
•     3.3.1 源因子
•     3.3.2 距离因子
•     3.3.3 降雨径流因子
•     3.3.4 定西市安定区非点源污染风险指数分布
•     3.3.5 计算及结果
•   3.4 定西市安定区非点源污染分级分区研究
•     3.4.1 定西市安定区的子流域划分
•     3.4.2 定西市安定区非点源污染流失量分级
•     3.4.3 定西市安定区的非点源污染风险分级分析
•     3.4.4 定西市安定区的非点源污染分区
•     3.4.5 小结
•   3.5 定西市安定区非点源污染的管理建议
•     3.5.1 高风险非点源污染控制区
•     3.5.2 中度风险非点源污染控制区
•     3.5.3 低风险非点源污染控制区
• 4 结论与展望
•   4.1 研究小结
•   4.2 研究不足
•   4.3 研究展望
• 致谢
• 参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陶鸿斌

导师: 王若凡,尚筱洁

关键词: 非点源污染,土壤侵蚀,风险评价,分级分区

来源: 兰州交通大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,信息科技

专业: 自然地理学和测绘学,环境科学与资源利用,计算机软件及计算机应用

单位: 兰州交通大学

分类号: P208;X52

DOI: 10.27205/d.cnki.gltec.2019.001118

总页数: 73

文件大小: 4667K

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