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水资源是一个国家经济发展的命脉。随着我国粮食产量“十三连增”的实现和大量化肥施用,白洋淀附近平原地区出现了面源污染。保定东部平原区由于施肥产生的N、P等营养物质会随着径流汇入到白洋淀中,使白洋淀的水质变差,这将会在京津冀协同发展中严重影响我省的形象,因此对白洋淀地区进行面源污染规律研究及制定相应对策势在必行。 本文以保定市以东白洋淀以西的平原区为研究对象,通过实地踏勘并在GIS软件环境下描绘出研究区域的轮廓,借助河北省的数字高程图(DEM)、世界和谐土壤数据库(HWSD)、河北省土地利用图等基础数据,构建模型需要数据库,进而对研究区进行模拟研究,主要内容如下: (1)确定了研究平原区面源污染的方法。通过查阅大量的国内外参考文献和资料,确定了利用GIS和SWAT模型相结合的方法研究平原区农业面源污染。 (2)构建了模型的数据库。本文应用GIS等软件构建了适用于研究区域的属性数据库和空间数据库。属性数据库主要包含土壤类型、土地利用类型和气象数据库,其中土壤类型及气象数据库有很强的地域适用性,在研究中是很有必要构建的数据库;空间数据库主要有土地利用图、土壤类型图和DEM图。 (3)构建了研究区面源污染模型。首先利用建立好的数据库对模型进行初始运行,根据获得的观测径流及总N、总P资料对模型初始运行结果进行率定和验证。根据模型评价指标即纳什系数Ens、相对误差Re、相关系数R2判断模型适用性,得出模型在研究区适用性良好。 (4)得出该区域面源污染分布情况。从研究区污染物空间分布来看,研究区内面源污染发生严重区主要集中在农田区和居民聚集区;对于氮污染负荷来说,整体上分布为自西向东污染加重,在白洋淀入口处单位负荷量最大,达到了68.68t/hm2;而对于磷污染负荷来说,整体上看来自西向东污染量减少,而在白洋淀入口处磷的含量较低。 (5)模拟该区域面源污染对不同施肥情况的响应。本文设置了四种不同的施肥情景模式,根据不同的施肥情景模拟结果可以看出,农田化肥投入量的减少,对于氮负荷输出的削减量较多,对磷负荷输出的削减量较少,原因是磷主要以吸附态附着在土壤颗粒上。