岸边带正广泛应用于世界各地的面源污染治理项目,遥感也逐渐成为面源污染研究的重要手段,但如何将遥感技术与岸边带结合使截污效果更佳仍然是一个挑战。该文以云南省星云湖流域为例,耦合遥感建立土壤水分评估模型(soil and water assess...岸边带正广泛应用于世界各地的面源污染治理项目,遥感也逐渐成为面源污染研究的重要手段,但如何将遥感技术与岸边带结合使截污效果更佳仍然是一个挑战。该文以云南省星云湖流域为例,耦合遥感建立土壤水分评估模型(soil and water assessment tool,SWAT),通过改变土地利用类型的方式建立岸边带进行情景模拟,研究不同宽度和植被类型对污染物消减效果的差异。结果发现,设置岸边带对氮元素的截留效果好于磷元素;当岸边带植被类型不同时,林地的截污效果明显好于草地,并随着岸边带宽度的增加污染物消减率逐渐变大。设置30 m林地加30 m草地的岸边带可减少5.20%的总氮产量和6.03%的总磷产量,且可截留19.83%的有机氮入湖量和21.30%有机磷入湖量,在所有岸边带中截污效果最好。展开更多
针对高寒脆弱河流水环境容量受水文-生物地球化学耦合过程制约,缺乏量化研究的问题,以洮河部分河段为研究对象,基于SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型模拟流域径流特征,结合WASP(Water Analysis Simulation Program)模型分析河...针对高寒脆弱河流水环境容量受水文-生物地球化学耦合过程制约,缺乏量化研究的问题,以洮河部分河段为研究对象,基于SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型模拟流域径流特征,结合WASP(Water Analysis Simulation Program)模型分析河流水环境指标构建SWAT-WASP耦合水质模型,建立水环境容量定量计算框架,定量评估青藏高原东北缘高寒流域水环境容量时空分布特征.模型模拟结果与实测数据具有良好的一致性,在水流量、径流深等方面相关系数均达到0.6以上;Ⅰ类水质标准下BOD、TP和DO的年水环境容量分别为157.6、2.067和221.8t,而TN需放宽至Ⅳ类标准,年水环境容量为50.38t;对于BOD、TP和DO的水环境容量,空间维度显示上游为下游的9.9%~10.3%,时间维度显示1月(枯水期)为7月(丰水期)的10.1%~34.2%,分别凸显了高寒脆弱流域水动力条件和季节性水文驱动的主导作用,明确高寒脆弱流域可持续发展阈值;以TN为优先管控限制因子,提出时空协同分配策略,为高寒脆弱型水源区适应性水质管理提供科学依据.展开更多
径流模拟一直是水文科学的研究热点,对水资源研究具有重要指导意义。基于极限梯度提升算法(XGBoost)和SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型,采用赣江流域外洲水文站的观测水文数据,构建径流模拟模型,对比及分析两个模型的模拟效...径流模拟一直是水文科学的研究热点,对水资源研究具有重要指导意义。基于极限梯度提升算法(XGBoost)和SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型,采用赣江流域外洲水文站的观测水文数据,构建径流模拟模型,对比及分析两个模型的模拟效果。同时,基于XGBoost模型,采用残差校正方法对SWAT模型径流模拟结果进行校正,结果表明:①XGBoost模型的模拟效果较好,XGBoost模型日径流模拟的纳什效率系数(NSE)比SWAT模型高15.66%;②SWAT模型在高流量处存在低估的情况,而XGBoost模型模拟值与观测值变化基本一致,模拟过程线拟合度较高,表现出良好的相关性;③经XGBoost校正后的SWAT模型模拟精度明显提高,可有效改善径流模拟效果。当采用残差误差校正后,径流模拟的NSE值可达0.96,增加了15.66%。展开更多
农田最佳管理措施是当前控制流域面源污染的主要手段。为控制洱海流域氮磷面源污染,探究洱海流域最佳农田管理措施,采用率定和验证后的SWAT(Soiland Water Assessment Tool)模型,模拟了化肥氮磷减施、改变耕作模式、建立植被缓冲带、建...农田最佳管理措施是当前控制流域面源污染的主要手段。为控制洱海流域氮磷面源污染,探究洱海流域最佳农田管理措施,采用率定和验证后的SWAT(Soiland Water Assessment Tool)模型,模拟了化肥氮磷减施、改变耕作模式、建立植被缓冲带、建立植草河道及综合措施等16个情景下洱海流域氮磷流失削减效果。结果表明:1)率定和验证后的SWAT模型,决定系数(R^(2))最小为0.67,纳什模型效率系数(E_(ns))最小为0.56,符合SWAT模型的模拟精度要求(R^(2)≥0.60,E_(ns)≥0.50),模型适于洱海流域最佳管理措施模拟研究。2)化肥氮磷减施10%、20%和50%时,氮流失削减率为9.1%~14.6%,磷流失削减率为1.7%~5.4%。免耕、浅耕和深耕等耕作模式中,深耕对流域氮磷流失的控制效果最好,氮磷流失削减率分别为13.8%和14.1%。不同宽度植被缓冲带措施下的氮磷流失削减率分别为9.3%~24.8%和10.4%~27.2%。不同长度植草河道措施下的氮磷流失削减率分别为21.3%~39.6%和24.9%~45.2%。3)与单项措施相比,综合措施的氮磷流失削减效果更好,化肥氮磷减施20%+深耕、化肥氮磷减施20%+深耕+5 m宽植被缓冲带、化肥氮磷减施20%+深耕+20 m长植草河道3个措施下,氮流失削减率分别为27.4%、43.7%和41.6%,磷流失削减率分别为19.2%、39.7%和61.1%。综合措施可显著减少流域氮磷面源污染负荷,对于改善流域水环境和提升流域综合环境质量起到重要作用。本研究量化了不同农田管理措施对洱海流域面源污染的影响,筛选了最佳综合管理措施,为洱海流域氮磷面源污染防治提供了理论依据。展开更多
文摘岸边带正广泛应用于世界各地的面源污染治理项目,遥感也逐渐成为面源污染研究的重要手段,但如何将遥感技术与岸边带结合使截污效果更佳仍然是一个挑战。该文以云南省星云湖流域为例,耦合遥感建立土壤水分评估模型(soil and water assessment tool,SWAT),通过改变土地利用类型的方式建立岸边带进行情景模拟,研究不同宽度和植被类型对污染物消减效果的差异。结果发现,设置岸边带对氮元素的截留效果好于磷元素;当岸边带植被类型不同时,林地的截污效果明显好于草地,并随着岸边带宽度的增加污染物消减率逐渐变大。设置30 m林地加30 m草地的岸边带可减少5.20%的总氮产量和6.03%的总磷产量,且可截留19.83%的有机氮入湖量和21.30%有机磷入湖量,在所有岸边带中截污效果最好。
文摘针对高寒脆弱河流水环境容量受水文-生物地球化学耦合过程制约,缺乏量化研究的问题,以洮河部分河段为研究对象,基于SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型模拟流域径流特征,结合WASP(Water Analysis Simulation Program)模型分析河流水环境指标构建SWAT-WASP耦合水质模型,建立水环境容量定量计算框架,定量评估青藏高原东北缘高寒流域水环境容量时空分布特征.模型模拟结果与实测数据具有良好的一致性,在水流量、径流深等方面相关系数均达到0.6以上;Ⅰ类水质标准下BOD、TP和DO的年水环境容量分别为157.6、2.067和221.8t,而TN需放宽至Ⅳ类标准,年水环境容量为50.38t;对于BOD、TP和DO的水环境容量,空间维度显示上游为下游的9.9%~10.3%,时间维度显示1月(枯水期)为7月(丰水期)的10.1%~34.2%,分别凸显了高寒脆弱流域水动力条件和季节性水文驱动的主导作用,明确高寒脆弱流域可持续发展阈值;以TN为优先管控限制因子,提出时空协同分配策略,为高寒脆弱型水源区适应性水质管理提供科学依据.
文摘径流模拟一直是水文科学的研究热点,对水资源研究具有重要指导意义。基于极限梯度提升算法(XGBoost)和SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型,采用赣江流域外洲水文站的观测水文数据,构建径流模拟模型,对比及分析两个模型的模拟效果。同时,基于XGBoost模型,采用残差校正方法对SWAT模型径流模拟结果进行校正,结果表明:①XGBoost模型的模拟效果较好,XGBoost模型日径流模拟的纳什效率系数(NSE)比SWAT模型高15.66%;②SWAT模型在高流量处存在低估的情况,而XGBoost模型模拟值与观测值变化基本一致,模拟过程线拟合度较高,表现出良好的相关性;③经XGBoost校正后的SWAT模型模拟精度明显提高,可有效改善径流模拟效果。当采用残差误差校正后,径流模拟的NSE值可达0.96,增加了15.66%。
