寒冷地區非點源氮磷遷移轉化規律及流域環境模型研究

《寒冷地區非點源氮磷遷移轉化規律及流域環境模型研究》是依託大連理工大學,由許士國擔任醒目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：寒冷地區非點源氮磷遷移轉化規律及流域環境模型研究
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：許士國

項目摘要

非點源N、P污染的日益突出已成為湖庫水質惡化的重要原因。東北地區雖然有漫長的寒冷季節，個別水庫的藍藻爆發提醒我們，不可忽視特殊自然條件下突出環境問題的研究。寒冷氣候條件對非點源N、P污染物的環境行為有顯著影響。本研究以東北地區最大水源地大夥房水庫為背景，進行寒冷地區非點源N、P污染的系統性研究。主要內容包括：（1）研究冰凍和凍融條件下非點源N、P的遷移轉化機制和春季沖刷效應，在代表性土地利用類型、典型小流域和大流域三個層面上進行現場實驗與數值模擬；（2）構建流域N、P收支模型，分別建立N、P收支與下游水庫水質的回響關係；（3）對場次降雨型、長期連續型分散式環境模型進行改進和參數調整，提高在寒冷地區的適應性。總體目標是通過機制研究，構建寒冷氣候條件下實用高效的流域N、P收支模型和分散式環境模型；進而提出基於源匯機制與行為特徵的N、P流失控制與管理措施。

結題摘要

非點源氮、磷污染造成我國寒冷地區面臨著更為嚴重資源型缺水和水質型缺水的雙重壓力。寒冷地區非點源氮磷的環境行為具有特殊性。本研究通過冬季過程對非點源氮磷影響的現場實驗，得出了氮磷凍凝融出的基本規律，並選用遼寧省重要水源地大夥房水庫流域進行了流域環境統計學收支模型和分散式模型研究，深入分析了大夥房水庫流域對應工程擴建和氣候變化的水質影響。具體的成果有：（1）將降雨模擬實驗引入真實冬季過程對非點源氮磷環境行為影響的研究，發現冬季過程顯著影響耕地和草地非點源氮磷在地表徑流和壤中流中的輸移。（2）構建大夥房水庫流域氮、磷收支模型，進行流域時間分布和空間分布收支計算。（3）開展寒冷地區大夥房水庫流域非點源氮磷SWAT模型研究，分析和總結寒冷地區非點源富營養化物質輸出規律。（4）採用SWAT模擬預測輸水工程和氣候變化對大夥房水庫流域徑流和水質的影響。輸水工程顯著增加蘇子河徑流的同時，卻導致調水後大夥房水庫總氮濃度顯著升高。未來氣候變化作用，促使大夥房水庫入流流量、總氮和總磷負荷均呈下降趨勢。綜上，本項目為掌握寒冷地區非點源氮磷污染的輸出規律提供支持，並為大夥房水庫現在和變化環境下的流域非點源污染治理和水源地保護提供科學依據。