基于GIS 技术的濑溪河流域泸县境内农村非点源污染评估

书第３５卷第４期２０１４年７月水生态学杂志ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｙｄｒｏｅｃｏｌｏｇｙＶｏｌ．３５，Ｎｏ．４Ｊｕｌ．２０１４收稿日期：２０１４－０３－０１基金项目：国家科技部国际科技合作项目（２０１２ＤＦＧ２１７８０）；四川省环境保护厅科项目（１１ＨＢＴ０１）；四川大学青年教师科研启动基金（２０１２ＳＣＵ１１０６５）；四川大学国家基本科研业务费项目（２０１０ＳＣＵ２２００５）。通讯作者：黎小东，１９８２年生，男，讲师。Ｅｍａｉｌ：ｌｘｄｓｃｕ＠１６３．ｃｏｍ作者简介：周理，１９８９年生，男，硕士研究生，主要从事分布式水文模型和非点源污染研究。Ｅｍａｉｌ：ｃｈｏｕ＿ｌｅｅ＠１２６．ｃｏｍ基于ＧＩＳ技术的濑溪河流域泸县境内农村非点源污染评估周理１，吴玲玲２，马亚丽１，３，张洪波１，４，黎小东１，敖天其１（１．四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，水利水电学院，成都６１００６５；２．四川省成都水文水资源勘测局，成都６１１１３０；３．兰州煤矿设计研究院，兰州７３００００；４．昆明理工大学电力工程学院，昆明６５０５００）摘要：通过地理信息系统（ＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，ＧＩＳ）技术对濑溪河流域泸县境内进行水系提取及流域划分，并利用ＧＩＳ空间技术分析了各乡镇污染贡献度。选取城镇居民生活污水、城镇地表径流、畜禽散养、农村生活污水以及化肥流失５大污染源，计算各镇总等标污染负荷比。结果表明，研究区内农村畜禽散养、化肥流失、生活污水的污染源总和比重高达６９．７１％，福集镇占研究区乡镇总污染的３１．１７％，导致泸县濑溪河水质差的主要原因是农村非点源污染，并提出了针对性的污染防治对策。关键词：地理信息系统；农村非点源污染；濑溪河中图分类号：Ｘ５２２文献标志码：Ａ文章编号：１６７４－３０７５（２０１４）０４－００１５－０７非点源污染又称为面源污染，一般是指污染物经过降雨或融雪的径流，经由冲刷和自然携带等过程，最终沉积到河流、湖泊、湿地、滨岸和地下水中所形成的污染（周早弘，２０１０）。近年来，随着农村非点源污染的日趋严重，人们对其关注也逐渐加强，在一些地区非点源已经成为地表和地下水体的首要污染源（问青春，２０１２）。农村非点源污染一般来源于畜禽粪便、农药化肥、塑料农膜、生活污水及垃圾等途径，随着我国经济的快速发展，农村非点源污染已成为环境污染的主要原因之一（李自林，２０１３）。邱凉等（２０１１）利用输出系数模型估算了长江流域的非点源污染负荷并进行了空间模拟；而针对非点源污染具有分散性、隐蔽性、随机性、滞后性以及形成机理复杂等特征，地理信息系统（ＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，ＧＩＳ）技术将是研究非点源污染强有力的工具。ＧＩＳ技术具有强大的空间分析功能，把它用于非点源污染的分析已经成为一种切实可行的方法（何强等，２００１）。近年来，ＧＩＳ技术已经被广泛地应用于农村非点源污染的研究，随着其技术的发展以及非点源污染模型研究的不断深入，二者的结合已取得了一定成果。傅春和康晚英（２０１２）借助ＧＩＳ工具分析了ＴＰ／ＴＮ在环鄱阳湖各地区的分布特征，指出了非点源污染控制的重点工作区域；叶延琼等（２０１３）采用ＧＩＳ技术分析了广东省农业非点源污染的时空分异性。由于濑溪河水质污染严重，无法达到国家地表水环境质量标准（ＧＢ３８３８２００２）中的Ⅲ类水质要求（陈国珍等，２００９），在２０１２年四川省开展的农村环境连片整治中，濑溪河作为“四县一库五河”整治项目“五河”中的一河被要求重点治理，因此对濑溪河进行全面的农村非点源评估非常有必要。本文利用ＡｒｃＧＩＳ软件研究濑溪河泸县境内的农村非点源污染现状，从对数字高程模型（ＤｉｇｉｔａｌＥｖａｌｕａｔｉｏｎＭｏｄｅｌ，ＤＥＭ）数据的处理到各污染源的时空分析均用ＧＩＳ软件来实现。ＧＩＳ的空间分析直观有效地反映各地区的污染情况，为有针对性地进行水污染防治提供依据。１材料与方法１．１研究区概况濑溪河为沱江左岸一级支流，属于长江流域沱江水系；发源于重庆市大足县，河流全长１９５ｋｍ，平均流量３７ｍ３／ｓ，总流域面积３２４０ｋｍ２；其中，四川境内流域面积在１８００ｋｍ２左右。研究区空间范围为泸县境内的濑溪河流域，主干河流（濑溪河、九曲河、马溪河）全长１３０ｋｍ，流域面积７２８ｋｍ２，流经方洞、喻寺、福集、牛滩、嘉明、得胜、奇峰、石桥、玄滩、毗卢共计１０个乡镇。泸县境内地势由东北向西南缓倾，绝大部分属丘陵地带，海拔高度２１８．０～７５７．５ｍ。泸县属亚热带湿润气候，四季分明，雨热同季，热量丰富，雨量充沛，具有光、热、水分布与主要农作物生长发育同步的自然优势；全县多年平均降雨量为１０１３．６ｍｍ，但年际变化大，历年最大降雨量达１４５０．２ｍｍ，最小仅为６６４．２ｍｍ。１．２数