滇池柴大河流域非点源污染的模拟预测研究.pdf

第三届环境模拟与污染控制学术研讨会论文 滇池柴大河流域非点源污染的模拟预测研究 孙延枫1郭怀成2邢可霞2 (1上海大学环境与化工学院．上海200072；2北京大学环境学院，北京100871j 1课题背景 近年来，随着点源污染得到了有效的控制，以暴雨径流为造成的非点源污染 对云南滇池的危害开始引起国内外学者广泛关注。如何有效认识和评价滇池流域 的非点源污染，成为其中最关键的环节之一。本文选取滇池一子流域一柴大河 流域为示范区，采用HSPF模型来模拟该流域的非点源污染情况，并在此基础上， 预测模拟非点源措施实施时污染负荷的削减状况，进而为滇池整个流域最终实施 合理有效的防控措施提供有力的理论依据。 2研究方法 HSPF Simulation (Hydrological Program．FORTRAN)，中文名称为水文模拟模 型，是美国国家环保局(EPA)于1980年研制 开发的一种综合集总型水文模型。它可以有效 模拟径流、土壤流失、污染物传输、河道水力 等过程，以及水温、泥沙传输、营养物和化学 物相互反应的流域非点源污染过程，其模拟功 能非常强大。本研究即是在该模型基础上完成 对示范区的非点源污染模拟预测功能。 3滇池柴大河流域HSPF特征模型建立与验证 根据荣大河流域内河流水库的自然子流 域、土壤性质以及海拔高程差异对水力条件的 影响，将柴大河流域划分为3个二级子流域， 圈1滇池柴大河流域位置与分区示意图 分别为柴河水库流域、大河水库流域以及柴河 流域(见图1)。 柴大河流域输出水量的模拟工作是在年水量平衡、月平均水量平衡和单场暴 雨水量平衡三个层面互相配合完成的。根据诵试结果显示：1988年，柴大河流 域水量的模拟值为4225．8万m3，而实际监测值为3973．5万ill3．误差为6．35％； 利用1989年情况验证模型可见，该年份柴大河流域模拟入湖水量5613．4万m3， 监测值为5266．5万iTl’，误差为6．59％，水量平衡实现情况较为理想。 根据研究需要，选取BOD5、泥沙(SS)、TN、TP作为柴大河流域的水质模 拟因子。通过各水质实际监测浓度，分别校正相关模块的水质参数，在此基础上 建立柴大河流域的特征HSPF模型，并模拟得到1988．1989年该流域的入湖污染 负荷总量。去掉模型中点源负荷的链接，可以得到相应年份各因子的非点源污染 负荷(见表1)。 表1柴大河流域非点源污染负荷模拟结果 一2钉一 第三届环境模}cl与污染控制学术研讨台论文 4对非点源污染控制措施的模拟预测 41减少化肥施用量 将研究区域的氮肥施用量降低为原有的1／2，得到削减化肥前后的TN年入 湖量对比结果。根据总量模拟计算所得，当氮肥减少一半时，柴大河流域1988、 1989年对滇池总氮的贡献量会分别减少12．4t和15．It，各占到柴大河非点源总簧 贡献量的77％和7．2％(见表2)。 表2化肥施用量改变前后柴太河流域IN年入湖量变化 4．2改变土地利用类型 采用如下方法改变柴大阃流域土地利用类型：将耕地面积减少I／4，裸地面 积减少2／3，减少的土地面积都变为森林地。运行变更后的模型，可得到方案的 实施效果(见表3)。从流域非点源污染总体变化情况来看，改变土地利用类型 76 以后，1988、1989年柴大河流域孙i、口非点源入湖总量年均削减量分别为6 86t／a 如和O01ffa，由非点源形成的入湖泥沙和BOD负荷量也分别减少了205 和8．32t／a。 表3柴大河流域土地利用类型改变前后非点源污染负荷年入湖量的变化 夔塑型叁 堡丝 銮丝煎 銮些巫 堑些亘坌兰(墅2一． BO州a， 嚣98 黑18．2： 焉10．3：