三峡库区吸附态磷负荷空间分布的模拟研究

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1、三峡库区吸附态磷负荷空间分布的模拟研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：王海娟指导教师：龙天渝教授专业：市政工程学科门类：工学重庆大学城市建设与环境工程学院二O一五年四月StudyonSpatialDistributionModelofAdsorbedPhosphorusLoadinThreeGorgesReservoirAreaAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByWangHai-

2、JuanSupervisedbyProf.LongTianyuSpecialty:MunicipalEngineeringCollegeofUrbanConstructionandEnvironmentalEngineering,ChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2015中文摘要摘要磷是造成水体富营养化的主要原因，随着降雨引起的土壤侵蚀而产生的吸附态磷污染是磷污染的主要形式。三峡库区地处长江流域，人口密集，由于降雨丰沛且集中，暴雨较多，以及特殊的地形、土壤特性和不合理的耕作方式，使其产生大量的土壤流失，导致严重的吸附态

3、磷污染。因此，开展对库区非点源污染时空分布特性的研究具有重要的理论和实际意义。鉴于三峡库区吸附态磷污染负荷的季节性空间分布鲜有报道，本研究构建了吸附态磷污染负荷的空间分布模型，并应用所构建的模型对三峡库区季节性吸附态磷负荷的空间分进行了模拟。主要的研究成果为：①吸附态磷负荷空间分布模型的构建综合考虑地形特征和植被覆盖对被侵蚀土壤迁移的影响，引入时空分布的地形指数因子和植被覆盖管理因子，提出具有空间分布特性的入河系数的计算方法。将改进的土壤流失方程作为土壤侵蚀量的计算方程，结合所提出的入河系数并考虑磷在土壤中的富集，构建吸附态磷负荷的空间分布模型。以三峡库区作为案例，

4、对该区域2000~2010年的吸附态磷负荷的空间分布进行了模拟，并以库区内小江流域和大宁河流域的实测值进行验证，其模拟值与实测值吻合较好，表明所构建的模型以及所提出的入河系数的计算方法可行。②库区季节性降雨侵蚀力的空间分布特性研究基于日降雨量模型，利用三峡库区内部及其周边23个基准气象站点的日降雨资料，对2000~2010年三峡库区的降雨侵蚀力进行模拟计算，得到三峡库区季节性降雨侵蚀力的空间分布和年均降雨侵蚀力的空间分布。库区降雨侵蚀力年际差2异非常显著，降雨侵蚀力的最大值出现在2007年，达到9482MJ﹒mm/(hm﹒h)，22001的降雨侵蚀力值最小，仅有61

5、33MJ﹒mm/(hm﹒h)；一年中降雨量和降雨侵蚀力的年内变化非常明显且变化趋势一致，7月份达到最大值，降雨侵蚀力为170022MJ﹒mm/(hm﹒h)，1月份最小，为64MJ﹒mm/(hm﹒h)；降雨侵蚀主要发生在夏季，夏季较大的区域主要分布在开县、夷陵区和北碚等区域；冬季最小，冬季较大的区域主要分布在开县附近。③库区季节性吸附态磷污染负荷的空间分布模拟运用所构建的吸附态磷负荷空间分布模型，模拟计算得到三峡库区季节性吸附态磷污染负荷的空间分布和年均吸附态磷污染负荷的空间分布。吸附态磷污染负荷在时间和空间上的分布结构极不平衡，夏季的吸附态磷污染负荷最严重，整3个库

6、区在夏季产生的吸附态磷负荷总量为4.7×10t，占到全年吸附态磷负荷总量I重庆大学硕士论文3的50%；冬季最轻，库区在冬季产生的吸附态总磷负荷达到0.2×10t，只占到全3年吸附态磷负荷总量的2.1%；整个库区的年均吸附态总磷负荷为9.4×10t。年均吸附态磷污染负荷从整体上来说，最严重的区域分布在秭归西北部、奉节、云阳、开县以及武隆地区，而在最东部夷陵地区和最西部江津等地区吸附态磷污染负荷较轻。④不同管理措施下吸附态磷负荷空间分布预测运用所构建的模型，分别对三峡库区内不同管理措施下的土壤侵蚀和吸附态磷负荷进行预测。本研究所采取的管理措施为：(1)减少30%的施肥量

7、；(2)把坡度大于25°的耕地退耕还草；(3)把坡度大于25°的耕地退耕还林。通过预测得知，退耕还林对土壤侵蚀和吸附态磷负荷的消减量比退耕还草对二者的消减量要大。退耕还林对土壤侵蚀和吸附态磷负荷的消减率的分别为33.39%和24.17%，退耕还草对二者的消减率分别为20.17%和12.38%，减少30%的施肥量对吸附态磷负荷总量的消减率为17.1%。关键词：三峡库区，降雨侵蚀力，植被覆盖，土壤侵蚀，吸附态磷负荷II英文摘要ABSTRACTPhosphoruspollutionisthemajorsourceofeutrophication.Adsorbedpho