基于ReNuMa模型的武烈河氮磷负荷模拟及来源解析

武烈河是承德市工农业及居民生活用水的重要水源,开展流域污染物负荷模拟及来源解析对流域水污染控制和管理具有重要意义。采用ReNuMa模型对武烈河磷矿上游断面子流域2015—2020年的水文径流过程和全流域2018—2020年的总氮(TN)、总磷(TP)污染负荷量进行模拟,解析氮磷负荷的来源及贡献率。结果表明:(1)2018—2020年,年均TN负荷量为655.98 t,各污染来源贡献率由大到小依次为地下水(30.68%)>点源(25.63%)>腐生系统(25.16%)>沉积物源(12.85%)>地表径流(5.68%);2018—2020年,年均TP负荷量为8.12 t,各污染来源贡献率由大到小依次为沉积物源(49.58%)>点源(16.54%)>地下水(15.01%)>腐生系统(13.20%)>地表径流(5.67%)。(2)年内氮磷污染负荷入河量以非点源为主,分别占总负荷的74.37%和83.46%,点源与非点源的贡献占比受汛期和非汛期影响显著,非汛期以点源形式输入的负荷占比远超汛期(6—9月)的。本研究结果能够为流域水质改善和污染管控方案的制定提供借鉴。

基于多初值GRG算法与遗传算法的ReNuMa模型校准模块优化

ReNuMa模型设计用于在大流域尺度上评估营养盐通量。其校准模块采用的是广义简约梯度算法(GRG)。在实际应用中,该校准模块有许多不足之处。为提高ReNuMa模型校准模块的校准效率和全局寻优能力,提出了具有多初始点的GRG算法、遗传算法和遗传算法与GRG算法连用的方法。以练江流域月径流量模拟为案例开展比较研究。结果表明:对ReNuMa模型校准模块的优化有效的提高了校准结果的有效性和参数的全局寻优能力。

石头口门水库流域水污染物排放总量控制目标的确定方法研究

流域水污染物排放总量控制目标的确定是当前总量控制领域的研究热点。采用ReNuMa模型对石头口门水库流域建立了污染源—水质的定量响应关系,从径流量、总氮的模拟结果来看,模型的模拟精度满足要求。其次,建立了包括4部分内容(容量总量控制目标、规划年预测排污量、目标合理性因子、环境管理调控系数)的流域总氮总量控制目标确定模型。通过模型计算得到2020年石头口门水库流域总氮的总量控制目标为2.49万t。该总量控制目标确定模型统筹了目标总量控制与容量总量控制要求,兼具科学性与可行性。

区域营养盐管理模型在沙河流域的应用

应用基于经典广义流域负荷函数(GWLF)模式开发的区域营养盐管理模型,以天津市饮用水水源地于桥水库上游沙河流域为研究对象开展模拟实践研究。本研究基于我国可获得数据量的一般水平,实现了对沙河流域氮污染物环境行为过程的评估,包括对产流量和溶解态氮通量在月尺度上的模拟,以及对溶解态氮污染物的来源进行源解析,模拟精度可靠,结果能够满足管理需求,可作为该模型在我国的进一步推广应用的例证与参考。

基于 GWLF 模型的于桥水库入库河流水文模拟及氮磷负荷估算

流域模型技术应用是当前开展面源污染防治的重要工具,而水文过程的准确模拟是进行污染负荷估算的首要环节和关键步骤。为了弄清近年来于桥水库入库河流氮、磷输入负荷,选取GWLF模型对水平口子流域的水文过程进行模拟,首先利用2006—2018年气象、水文资料率定模型水文参数,然后将参数推广到整个流域,对2019—2020年3条主要入库河流流量进行模拟,最后乘以相应河流断面的总氮、总磷浓度估算氮磷输入负荷。结果显示:GWLF模型适用于研究区的水文过程模拟,校准期和验证期的纳氏系数分别为0.89和0.91,平均相对误差分别为12.2%和13.1%;2020年总氮入库负荷为3977.0 t,其中引滦调水贡献占57.0%,3条入库河流共贡献43.0%;总磷入库负荷为48.8 t,其中引滦调水贡献占68.6%,3条入库河流共贡献31.4%。GWLF模型输入数据需求量较少,模型参数较少,模拟效果较好,适用于中小型流域的水资源和水环境管理,具有一定的推广应用前景。