平原河網區非點源污染過程的分散式模擬研究

《平原河網區非點源污染過程的分散式模擬研究》是依託南京師範大學，由李碩擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：平原河網區非點源污染過程的分散式模擬研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李碩
• 依託單位：南京師範大學

項目摘要

平原河網區非點源污染的擴散和傳輸過程是水體污染治理決策中重要科學問題之一。本項目以太湖湖西區為典型區，針對平原河網區地勢平坦、湖泊水體眾多、圩區、交叉河網相互嵌套水文結構特徵，利用遙感和多源輔助數據，提取該區域的水文空間結構，研究基於數字河、湖網路系統的平原河網區柵格數據模型以及分散式空間離散建模的方法，解決現有方法中難以提取湖泊、水庫、平行河道、非連續河道、集水區定義誤差等問題。對SWAT模型進行改進，根據圩區的調度規則最佳化模擬圩區內外的水量交換，通過定義環狀和交叉河網拓撲關係 進行河道水量動態調配。通過建模方法和模型的改進，對太湖流域湖西區的非點源污染過程進行分散式實證模擬，旨在探索適合國情和地域特點的平原河網區氮、磷遷移過程分散式模擬所涉及的相關理論和關鍵技術，理解平原河網區非點源污染過程機理，為水環境污染治理措施的進一步最佳化提供科學基礎。

結題摘要

通過水文空間要素的解析，構建了表達平原河網區河流、湖泊、水庫、圩區、水文節點和集水單元等水文空間要素及其拓撲關係的矢量數據模型；研究解決了平原河網區水文節點提取、河道流向定義等方法，提出了表達交叉河網結構中多流向節點的柵格編碼算法，以及在矢量河網流向和湖、庫、圩空間單元約束下的柵格流向矩陣修正算法，研發了基於數字河湖網路的平原河網區空間離散化的新方法。根據圩區的排澇和灌溉管理措施，研究圩區蓄水、排澇和引水灌溉過程的水量調度規則，建立圩區內外水量調配過程模型並和SWAT進行了集成，研究解決了分散式流域模型對平原河網區交叉（環狀）河網結構的空間建模方法和水量動態調配計算方法。通過野外調查和長期的監測，積累和更新了研究區基礎地理數據。本研究通過建模方法研發、模型改進以及基礎數據的獲取等三個方面的努力，解決了現階段平原河網區非點源污染分散式計算存在的相關瓶頸問題。已發表相關研究論文5篇， 其中SCI 檢索2 篇， EI 檢索2 篇；獲得軟體著作權1 項，申請發明專利一項。指導博士論文1篇，碩士論文6 篇。