基于土壤地形指数的流域水文敏感区空间分布研究

以丹江口水库上游堵河流域为研究区,借助SAGA GIS和R平台,以ASTER GDEMV2为数据源,在获取流域土壤地形指数及其阈值设定的基础上,利用Python获取3种情景下(STI≥9、STI≥10和STI≥11)水文敏感区内不同土地利用类型及其面积和空间分布。结果表明:利用土壤地形指数识别,提供了更为详细表征的水文敏感区,可合理预测径流产生的空间分异性;3种情景下,林地均是水文敏感区内最主要的土地利用类型,约50%水体均位于水文敏感区;不同情景下,识别的水文敏感区内农业景观和开发景观应禁止开展高强度的土地开发,并优先布置植被缓冲带等保护措施以保护水质安全。

美国有关水文敏感区水质评估的研究

在美国通过划分水文敏感区 ,可以协调纽约市供水流域的水质和农业经济效益的关系。水文敏感区指特别易于产生径流的流域 ,流域内的污染物可随径流被带入水体 ,污染水体。结果表明 :水文敏感区的范围每年都在变化 ,平均一年内 ,可变水源区有几乎 10 %的土地面积被划分为水文敏感区 ,产生大约 2 0

三江平原湿地保护区内外的生态功能差异

湿地保护区是一类特殊的陆地保护区,其保护效果不仅取决于内部的管理强度,还受到其周边地区水文状况的强烈影响,因此保护区内外生态功能的差异程度是评价其保护效果的一个综合性指标。根据三江平原建三江管局2004年Landsat-TM影像解译的土地利用图以及2002年1∶50000数字高程(DEM)数据,利用基于Arcview3.2软件的SWAT水文模型获得各湿地保护区的汇水区作为其水文敏感区。在此基础上,利用专家咨询和有关湿地生态系统服务功能价值的研究结果,计算出各湿地保护区及其水文敏感区的湿地生态功能指数。结果表明,国家级保护区的湿地生态功能普遍优于地方级保护区,而其水文敏感区的湿地生态功能则并不一定优于地方级保护区的水文敏感区。通过对各保护区及其水文敏感区的湿地生态功能指数相对值进行聚类分析和相关分析可知,位于浓江-别拉洪河流域且毗邻的几个保护区的湿地生态功能相对状况较为接近,地方级保护区与其水文敏感区的湿地生态功能指数之间存在高度正相关。这充分说明湿地保护区的管理强度很大程度上决定了其保护效果。

生态系统减轻水环境磷素非点源污染服务及价值——以雅砻江二滩水库为例

以ArcGIS9.2为平台,构建了生态系统减轻集水区出口受纳水体非点源污染服务物质量和价值量评估模型。包括模拟集水区范围,根据各种土地利用/覆被类型的污染物质输出及过滤污染能力系数,沿汇流路径,模拟集水区内每个栅格像元被植被移除而未进入水环境的污染物质量空间分布特征。价值量模型结合期望水质标准和净化污染物的边际成本进行计算。以磷素作为指示污染物,在二滩水库的集水区进行了模型的运用。结果表明:二滩水库集水区南部的河道附近是水文敏感区。其中盐源县腹地的农作区、西昌市与冕宁县,以及集水区最北端的称多县、中部的甘孜县等部分地区是是磷素关键污染源区。2000年被集水区生态系统过滤移除而未进入水环境的磷素污染物质总量达到978.90t.a-1,占关键污染源区指数总量的81.88%。林地生态系统服务价值贡献率最高。2000年集水区生态系统对于减轻其出口受纳水体磷素非点源污染服务的总价值为1370.18万元。

广西西江流域植被移除磷素污染的生态系统服务价值

3S技术的应用,为快速计算生态系统服务价值提供了新的方法。以ArcGIS9.2为平台,构建广西西江流域生态系统减轻集水区出口受纳水体非点源污染服务物质量和价值量评估模型,以总磷(TP)作为指示污染物,模拟2008年流域内每个栅格像元被植被移除而未进入水环境的污染物质量空间分布特征,结合期望水质标准和净化污染物的边际成本计算出服务的价值。结果表明:西江流域的水文敏感区主要集中在地势平缓的区域;磷素关键污染源区分布与水文敏感区相近,主要位于桂林、柳州、南宁、来宾及贵港。当年被西江流域生态系统过滤移除而未进入水环境的磷素污染物质总量达2673.36t·a-1,占关键污染源区指数总量的73.2%,其中林地生态系统服务价值贡献率最高。流域生态系统对于减轻其出口受纳水体磷素非点源污染服务的总价值为3462.44万元。

Hydrological Modeling in a Semi-Arid Catchment Using SWAT Model

In the field of the water resources, hydrologic models have been used to assess water quality performance of complex watersheds and river basins. Hydrologic models can provide essential information for making decisions on sustainable management system of water resources within watersheds. The main objective of this study was to validate the performance of the Soil and Water Assessment Tool （SWAT） and the feasibility of using this model as a simulator of runoff at a catchment scale in semi-arid area in Northwestern Tunisia. Calibration and validation of the model output were performed by comparing predicted runoff with corresponding measurements from the Sarrath outlet for the periods 1990-1995 for calibration and 2000-2005 for validation. The time series for the years 1996-1999 showed discrepancies between the measured rainfall and the observed runoff indicating errors due to either the observations or to a dysfunction in the equipments. Sensitivity analysis shows that sensitive parameters for the simulation of discharge include curve number, soil evaporation compensation factor, depth of water in shallow aquifer and slope of subbasin. Statistical comparisons between monthly simulated results and observed data for the calibration period gave a reasonable agreement with a coefficient of determination （R2） greater than 0.75 and Nash-Sutcliffe Coefficient （NSE） equal to 0.72. These values were respectively 0.70 and 0.64 for validation period. Overall, the SWAT model has the capability to predict runoff within a complex semi-arid catchment.

典型饮用水源地非点源污染的分布式模拟——以滁州市城西水库为例

城西水库(现改名西涧湖)是滁州市唯一地表水源,非点源污染已成为其水质污染的重要原因。基于土地覆被格局,依据非点源污染物质的产生、截留、汇流过程,构建了模拟每个栅格上污染物质向受纳水体的输出贡献量和被各种土地覆被截留量的物理过程模型。以磷素为例,对城西水库流域进行模拟。结果表明:2000和2010年,流域向城西水库输出总磷量分别达到2 580.38和2 461.20kg。库体西北部的市农科所、城郊居委会、水产研究所等地对水质危害最大。多数磷素在向库体的运移过程中被各类土地覆被有效的截留,总量在2000和2010年分别达到5 774.49和5 422.36kg,占流域磷素总负荷的69.1%和68.8%。由于目前土地覆被布局的不尽合理,林地和草地对磷素的截留能力未能充分发挥。建议在流域水文敏感区布设林草缓冲带,将有效减少水库磷素的接纳量。