基于GIS的大通湖流域水環(huán)境演變特征及污染總量控制研究.pdf

1、流域水環(huán)境質量惡化已經成為威脅我國可持續(xù)發(fā)展的重要因素，是我國生態(tài)文明建設進程中的重大挑戰(zhàn)。本文選取湖南省益陽市大通湖流域為研究區(qū)，大通湖是湖南省最大的內陸淡水湖，近年來大通湖流域大量的工業(yè)廢水及農業(yè)、生活污水進入大通湖流域，致使大通湖流域水質污染狀況不斷加劇，水環(huán)境質量問題日益突出。文章以空間地理信息技術（GIS）空間分析功能為基礎，分析了大通湖流域的自然環(huán)境特征，構建了用于流域水質目標管理的控制單元，揭示了2007年-2011年大通

2、湖流域化學需氧量（COD）的濃度變化的時空分布特征，并識別出流域水環(huán)境質量惡化的主要驅動因素。以遙感（RS）影像信息為數據源，通過圖像解譯，獲取了大通湖流域的土地利用類型分類現(xiàn)狀，綜合考慮流域范圍內的點源污染和非點源污染，以月份為單位，基于控制單元核算出各單元COD污染負荷及水環(huán)境容量，建立了污染物負荷總量分配體系，并提出污染物控制對策建議，實現(xiàn)水質目標管理技術，對大通湖流域水環(huán)境質量的改善具有重要的現(xiàn)實意義。
　　本文有如下幾點

3、結論：
　?。?）實現(xiàn)了流域水質目標管理技術
　　全文貫穿水污染總量控制的“總量-容量-削減量”理念，在“分類、分區(qū)、分級、分期”的指導思想下，以控制單元為基本單位，兼顧流域自然環(huán)境與行政管理特點，提出控制單元總量分配方案，實現(xiàn)流域控制單元水質目標管理技術。
　?。?）建立了流域水質管理控制單元
　　以大通湖流域自然地形地貌特征為基礎，結合水質監(jiān)測控制斷面及縣鄉(xiāng)行政邊界等指標，基于ArcGIS10.1平臺，將大通

4、湖流域劃分為4個基本的水質管理目標控制單元，以現(xiàn)有地方政策法規(guī)為導向，確定各控制單元的水質目標。
　?。?）估算了控制單元污染負荷入河量
　　在劃定的控制單元基礎上，分點源污染（工業(yè)污染源、城鎮(zhèn)生活源）和非點源污染（農田徑流污染源、禽畜養(yǎng)殖污染源、農村生活源）進行污染負荷入河量估算。結果表明，大通湖流域COD入河總量為14610.1t/a，非點源污染入河量占總入河量的77.6％，點源污染入河量占總入河量的24.8%，非點源污

5、染是大通湖流域COD的主要污染來源。從控制單元看，COD入河量的30.3%來自于控制單元4，27.0%來自于控制單元2，23.9%來自于控制單元1，18.9%來自于控制單元3。控制單元3為非點源比例最高的控制單元，達到95.0%；控制單元2為點源污染比例最高的控制單元，為42.3%。
　?。?）分析了流域COD濃度時空變化特征及驅動因素
　　2007-2011年間，大通湖流域各控制單元水質均呈現(xiàn)出不同程度惡化趨勢，控制單元3

6、水質惡化的相對程度最為嚴重，為Ⅳ類水；其次為控制單元1和控制單元2，也達到Ⅳ類水標準；控制單元4的COD濃度相對變化最小。從COD濃度變化的季節(jié)差異看，大部分水質監(jiān)測斷面均表現(xiàn)出多雨季COD濃度高于少雨季，反映出河流有機物污染與區(qū)域季節(jié)降水變化有關，且不同污染類型為主的控制單元，季節(jié)變化特征受降水影響的程度也不同。
　　通過對一系列社會經濟指標進行偏最小二乘回歸分析得出，不同控制單元水質變化的主要因素不同，控制單元1和控制單元4主

7、要驅動因素為經濟發(fā)展因素，控制單元2和控制單元3主要驅動因素為人口發(fā)展因素。
　　（5）提出了流域污染負荷削減方案
　　采用河流一維模型計算大通湖流域各控制單元逐月COD水環(huán)境容量，計算得出大通湖流域COD水環(huán)境容量總計為10961.0 t/a，控制單元1-4的水環(huán)境容量分別為1743.3t/a、3917.4t/a、1960.6t/a、3339.7t/a。設置不同情景分配方案，采用三層分配體系，以月份為單位，逐步將污染物削減