基于流域水环境模型评估重金属面源污染负荷

摘要：

为定量评估重金属面源污染负荷,以分布式流域水环境模型SWAT模型为基础,借鉴输出系数模型,考虑溶出率影响,发展了一个重金属面源污染模型——SWAT-MT模型.SWAT-MT模型模拟重金属在流域内的大气沉降、地表径流冲刷、土壤和河道中的运移过程,结构较为简单,兼具机理模型和输出系数模型的优点.本文应用SWAT-MT模型评估了湘江株洲段一个子流域的铅面源负荷,并通过敏感性分析和蒙特卡洛模拟识别了铅面源模拟的敏感参数,量化了模型输出中的不确定性.结果表明:①研究区铅的面源侵蚀量为 2.09 t/a,侵蚀强度为 5.27 kg/(km2·a).铅侵蚀强度时空差异明显,汛期(4-7 月)雨水集中,铅的侵蚀量大.侵蚀强度高的地方集中在流域下游,城镇用地的侵蚀强度约为流域平均水平的 2 倍.②流域出口的铅负荷为 0.79 t/a,约60％的铅侵蚀量滞留在河道,说明沉降是河道运移的主要过程.③蒙特卡洛模拟结果显示,模型输出存在显著的不确定性,95％置信区间下,铅的面源侵蚀量为 1.62～2.59 t/a,流域出口负荷为 0.50～1.16 t/a;为降低模拟不确定性并提高模型可靠性,应重点关注城市地表积尘的铅浓度、铅溶出率和河道铅沉降速率等敏感参数的取值.研究显示,通过合理的参数赋值,SWAT-MT模型能够提供较为可靠的重金属面源负荷估算结果,为重金属污染综合防治工作提供科学工具.

关键词：面源污染模拟、铅、溶出率、SWAT模型、湘江

所属期刊栏目：36

分类号：X52(水体污染及其防治)

资助基金：国家自然科学基金No.51961125203

在线出版日期：2023-06-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1125-1134