基于流域管理的总磷污染动态模拟模型

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1、从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果基于流域管理的总磷污染动态模拟模型摘要：为了定量分析不同磷来源对目标水体水质的影响，提高流域总磷污染控制管理决策水平，通过分析流域中磷的产生途径及其在河流、土壤中的迁移转化规律，建立起总磷污染控制动态模拟模型，并讨论了模型的基本假设、各个子模型的结构和关系、计算机理等。最后，以我国北方某大型水库及其所属流域为例，利用率定后的模型进行模拟计算，描述了进入水库的总磷随时间的

2、动态变化趋势。结果表明，该模型可以为流域总磷污染控制提供科学的决策参考。关键词：流域模型径流模型面源污染磷迁移水体中磷的输入是造成水体富营养化的主要原因之一，而其浓度高低又是判断富营养化程度的因子之一[1]。面对水体富营养化问题课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果，越来越多的专家学者把防治措施定

3、位在流域级别的管理上。而流域管理在实施中，为了量化不同磷来源对目标水体水质的影响，有必要考查流域内面污染源的贡献、点污染源的排放、以及磷在流域河流中的迁移转化过程等。由于以上各过程都是呈季节性变化的，因此，相应的流域总磷模型如果能进行动态模拟是最为理想的。本文所讨论的模型特点就是，既可以集成以上过程，动态模拟流域内总磷的迁移转化过程，又能够区分不同污染来源和过程的贡献，以便制订目标明确、重点突出的磷污染控制和管理政策和措施。1．模型的基本假设以往有关磷排放系数的研究成果表明，流域汇水区内磷的年度产生量

4、与畜禽养殖量和土地利用情况是直接相关的[2]；另一方面，相应的一些回归分析则表明，流域内磷的动态输出量可近似认为是流域径流量的函数[3]。以上结论就是本文中所讨论的磷模型的基本假设。根据此假设，在年度磷产生总量和径流量之间的关系基础上，可以把一年内磷的总产生量随时间变化进行动态分解。一旦磷进入河流系统，其迁移过程和反应过程则可以用串联的箱式混合模型来模拟。2．模型结构与各个子模型的计算机理模型空间概化　　将整个流域划分为若干个子流域，每个子流域对应一条河流的汇流区，然后根据干流和支流的相互关系建立起子

5、流域的上下游关系。在计算中，每一个河段按长度等分为上、下两个串联起来的完全混合的箱子，称为第一个箱子和第二个箱子，并认为两个箱子的停留时间是一样的。2.面源和点源污染物输入课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果　　针对每个子流域，分别计算来自点污染源和面污染源的磷负荷。点污染源主要是城镇生活污水和

6、工业污水排放。缺少数据时，可利用人口当量或人均负荷来简单推算生活污水中的磷负荷，例如未经处理的生活污水中一般总磷浓度为4～15mg/L，平均的人均负荷可取/人/d。对于面污染源，磷的年度排放总量可以采用典型排放系数(ExportCoefficient)和农业调查数据来估算。一般情况下，根据产生总磷的面污染源的不同类型，参见表1，结合各地的特点，通过调查、小区实验或者参考类似地区的排放系数，分别获得不同污染源的磷排放系数。表1中PL为土地磷排放系数，PX为畜禽磷排放系数。每一类排放系数根据当前的数据信息

7、支持情况还可以进一步细化，例如家禽还可划分为鸡、鸭等。面污染源每年产生的总磷负荷ENP(kg/a)可以近似地用式估算。其中，Si为对应不同土地类型的用地面积，Hi为各种畜禽的数量。表1面污染源磷排放系数的主要类型Table1PhosphorousExportCoeffcientofDiffusedPollutionSource用地类型PL(kg·km-2a-1)养殖类型PX(kg·头-1a-1)城区用地PL1家禽PX1林地PL2猪PX2草地PL3牛PX3耕地PL4羊PX4菜地PL5马PX5其它PL6其

8、它PX62.降雨－径流子模型课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果　　该子模型的功能是根据降水情况计算出汇水区内的河流出流量。计算过程是：首先根据已知的每日降雨量和蒸发量数据，计算出有效降雨量[4]Uk；Uk的一部分进入土壤中存储起来，另一部分经土壤