大型灌区田-沟-河污染物迁移模拟与面源污染负荷核算技术

一、基本原理

基于产排污系数法和本土化的实测参数,构建黄河大型灌区种植业、散养畜禽、水土流失等主要面源污染负荷核算技术方法;改进子流域划分技术,集成运用遥感反演技术提取精细化作物种植结构,考虑田间水肥管理方式的影响,改进SWAT模型实现大型灌区面源污染田-沟-河污染物迁移模拟,量化河套灌区污染物输出强度,定量核算黄河大型灌区面源污染负荷。

二、工艺流程

工艺流程为“数据收集整理—模型参数库建设—污染负荷核算—污染迁移模拟”。具体如下:

1、收集整理研究区空间数据、统计数据、监测数据,评估污染源强度;

2、通过实测、文献资料查询、当地环境管理部门提供等多种方式,建立面源污染负荷核算所需的产排污系数、入河系数等参数库,结合污染源强度数据核算研究区点源、面源(农田、散养畜禽、农村生活污水和垃圾等)污染负荷;

3、使用 buffer和栅格计算器对田-沟-河进行加宽加深处理,提升子汇水区的划分精度;

4、综合考虑当地种植结构特征,利用遥感反演技术提取精细化作物种植结构;

5、构建流域面源污染过程模型(如SWAT等),实现面源污染田-沟-河迁移模拟;

6、构建流域水质反向溯源模型(如APCS, PMF等),与上述正向负荷核算的结果对比,达到正反向结果相互印证的效果。

 1 技术路线图

三、技术创新点及主要技术经济指标

1.黄河大型灌区由于灌溉、排水、闸坝建设等人工干扰情况,加之非常平整的地形,导致汇水路径的识别、子流域的划分等一直是其面源污染模拟的一大难点,直接导致了模拟精度不高的问题。本技术使用 buffer和栅格计算器对田-沟-河进行加宽加深处理,将处理后的田-沟-河数据导入 DEM,将提升子汇水区的划分精度。

2.黄河大型灌区的面源污染受田间水肥管理方式的影响很大,本技术利用遥感反演技术提取精细化作物种植结构,构建灌区田间面源污染负荷核算本土参数库,量化河套灌区面源污染输出强度,定量核算大型灌区面源污染负荷,其模拟精度与准确性有了显著提升。

四、技术来源及知识产权概况

    论文:1、姜泉良,赵成如,王媛媛,.河套灌区地表水污染溯源分析[J].环境科学研究, 2024, 37(01):92-101.DOI:10.13198/j.issn.1001-6929.2023.12.21.

五、技术在示范工程应用概况

1 流域面源污染防控技术与应用示范工程(巴彦淖尔市河套灌区)。