非点源污染模拟结果分析

1.非点源污染产出模拟结果分析

在研究的11年中取3个具有代表性的年份进行污染负荷对比分析，分别是1997年、2002年和2003年，其中1997年是11年中降雨最多的一年，2003年是降雨最少的一年，2002年是11年中降雨的平均值年。SWAT模型污染负荷计算结果见表4.26，其直观对比如图4.27所示。

表4.26　不同代表年份非点源污染产出模拟结果

从表4.26和图4.27中可知，在不同代表年中，随径流量不同，非点源污染产出有明显的差别。1997年的径流深是2002年的1.29倍，是2003年的1.61倍；1997年的有机氮负荷量、氨氮负荷量、硝酸盐氮负荷量、亚硝酸盐负荷量、总磷和生化需氧量分别是2002年的1.45、1.44、1.47、1.53、1.69、1.51倍，是2003年的2.16、2.13、2.03、2.14、2.42、2.18倍。

图4.27　不同代表年份污染产出对比图

2.不同月份非点源污染产出模拟结果分析

在同一年中不同月份非点源污染产出各不相同，本例以2002年为例，进行了不同月份非点源污染产出模拟结果的分析。SWAT模型污染产出2002年月平均计算结果如图4.28所示，各月非点源污染产出的集中分布情况如图4.29所示。

图4.28　各月非点源污染产出模拟结果对比图

图4.29　各月占全年非点源污染产出的百分比

以上结果表明，在不同月份中，随径流量不同，非点源污染产出有明显的差别。污染产出最多的月份6、7、8三个月，各项污染指标占污染总量的比例平均高达60%左右；污染产出较多的月份是4、5、9、10四个月，各项污染指标占污染总量的比例平均为30%左右；污染产出较少的月份为1、2、3、11、12五个月，各项污染指标占污染总量的比例平均仅为10%左右。

3.径流量与非点源污染产出相关分析

非点源污染产出时间特性的分析结果表明，随着径流量不同，不同年份及不同月份，其非点源污染产出各不相同。径流量与非点源污染产出量的分布呈相同的趋势，为进一步证实径流量与非点源污染产出的相关关系，本例以2002年为例，采用制作散点图的方式对其进行了相关分析。分析结果如图4.30～图4.33所示。

图4.30　径流量与氮负荷量的相关关系

图4.31　径流量与氨氮负荷量的相关关系

图4.32　径流量与负荷总磷量的相关关系

图4.33　径流量与负荷生化需氧量的相关关系(www.xing528.com)

以上分析结果表明，径流量与各负荷之间有明显的正相关关系，R2均在0.9以上。

4.不同土地利用类型非点源污染产出对比分析

不同的土地利用类型有着不同的产出特性，一般来说，耕地由于施用化肥、农药相对较多，从理论上来讲，而林地、荒地及水域等相对污染会轻一些。本例以2002年为例，对不同土地利用类型非点源污染产出进行了对比分析，分析结果如图4.34所示。

图4.34　不同土地利用类型非点源污染产出对比图

以上分析表明，从绝对数来看，耕地（AGRL）污染产出最多，各项污染指标占污染总量的比例平均达到77%左右；林地（FRST）较多，各项污染指标占污染总量的比例平均为16%左右；水域（WATR）较少，各项污染指标占污染总量的比例平均仅为6%左右；荒地（RNGE）最少，各项污染指标占污染总量的比例平均不足1%。而从相对数来看，污染程度由重到轻依次为：耕地（AGRL）、水域（WATR）、林地（FRST）、荒地（RNGE）。

5.不同土壤类型非点源污染产出量对比分析

不同的土壤类型，其属性各不相同，对污染物的吸纳也一定会有差异，为研究不同土壤类型的产出特性，本例以2002年为例进行了对比分析，分析结果如图4.35所示。

图4.35　不同土壤类型非点源污染产出对比图

以上分析表明，白浆土（BJT）污染产出最多，各项污染指标占污染总量的比例平均为52%左右；草甸土（CDT）污染产出次之，各项污染指标占污染总量的比例平均为23%左右的；暗棕壤（AZR）污染产出较少，各项污染指标占污染总量的比例平均为14%左右；沼泽土（ZZT）污染产出最少，各项污染指标占污染总量的比例平均为11%左右。污染程度由重到轻依次为：白浆土（BJT）、草甸土（CDT）、暗棕壤（AZR）、沼泽土（ZZT）。

6.非点源污染产出空间特性分析

SWAT模型是一个分布式模型，通过与GIS的结合，可以表达研究区内空间上非点源污染的产出特性。本例以2002年为例，对研究区内非点源污染产出空间特性进行了分析。分析结果如图4.36～图4.39所示。

图4.36　各子流域有机氮产出分布图

图4.37　各子流域氨氮产出分布图

图4.38　各子流域总磷产出分布图

图4.39　各子流域生化需氧量产出分布图

以上分析结果表明，子流域4、5、6为非点源污染产出最多地区，各项指标占污染总量的60.74%；子流域1、2、3为非点源污染产出较少，各项污染指标占污染总量的25.31%；子流域7、8、9非点污染产出最少，各项污染指标占污染总量的13.95%。

非点源污染的产生具有很强的空间性，它和研究区内土地利用、土壤及地形的分布密切相关，各因素相互影响共同决定着非点源污染产出。