基于SWAT模型的武强溪流域非点源污染关键源区界定与控制策略

• Published in: 农业工程学报 Vol. 40; no. 2; pp. 228 - 238
• Main Authors: 王慧琳, 邹民忠, 方伟文, 刘灵敏, 郝新梅, 康绍忠, 毛晓敏
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国农业大学中国农业水问题研究中心,北京 100083 2024; 农业水资源高效利用全国重点实验室,北京 100083%淳安县农业农村局,杭州 311700
• Subjects: models; 关键污染源区; nitrogen; 模型; runoff; critical pollution source areas; 氮; best management practices; SWAT; 武强溪流域; 径流; 最佳管理措施; Wuqiang River Basin
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202306157

X52; 随着点源污染的控制与处理技术日趋完善,非点源污染成为重要的水污染源.武强溪作为流入千岛湖的第二大支流,量化武强溪流域非点源污染负荷,解析非点源污染时空分布特征,提出适合削减武强溪流域污染物的最佳管理措施(best management practices,BMPs)对千岛湖水污染高效治理至关重要.该研究基于土壤水分评估工具(Soil and water assessment tool,SWAT)分析了武强溪流域径流量、总氮输出负荷量的时空分布特征,探究了不同管理措施及组合的削减效果,提出了武强溪流域非点源污染针对性的治理措施.结果表明:1)SWAT模型对于武强溪流域径流量和总氮输出负荷量的模拟具有较好的适用性,径流量校准期和验证期的决定系数(coefficient of determination,R2)分别为 0.86、0.97,纳什系数(nash-sutcliffe coefficient,NSE)分别为 0.83、0.96,百分比偏差(percent bias,PBIAS)分别为15.8％、-6.3％,总氮校准期和验证期的决定系数分别为0.87、0.74,纳什系数分别为0.63、0.66,百分比偏差分别为31.6％、21.2％;2)该流域径流量和总氮负荷主要集中在3-7月,分别占全年输出量的71.67％和75.76％.综合考虑氮的来源和流失途径,将耕地和林地面积占比大、坡度陡的子流域设置为总氮的关键污染源区.考虑调整化肥施用量/配方、改变耕作方式和设置植被缓冲带等削减非点源污染的手段,进行总氮输出负荷削减效率的情景模拟,表明10 m植被缓冲带是减少总氮输出负荷的最佳单一控制策略,总氮削减率可达到69.90％;实施综合管理措施对总氮的污染削减效果更佳,10 m植被缓冲带与施肥量减少20％可使总氮削减率达到74.79％.研究结果可为千岛湖水质管理与控制提供理论基础.