山丘-平原圩区复合型流域河流浊度时空演化模拟
批准号:
42071052
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
闫人华
依托单位:
学科分类:
水文学和气候学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
闫人华
中文摘要
高浊度日益成为影响水体感官,制约南方城乡河网地区水环境深度改善的瓶颈。针对太湖南部山丘-平原圩区复合型流域—西苕溪中下游长期浑浊问题,拟开展流域水文水质多要素监测,揭示浊度与影响因素复杂关系,构建高精度悬浮物-浊度关系模型;突破流域、河网水文水动力与水体浊度光学特性综合模拟的关键耦合技术,集成和优化流域悬浮物SWAT模型(山丘区)-PHPS改进模型(平原圩区)-MIKE11模型(河网水动力)与悬浮物-浊度关系模型,研发基于复合型流域水文水动力过程的河流浊度动态模型;基于近40年来流域悬浮物与浊度变化过程模拟,剖析浊度、悬浮物的时空演化特征与驱动机制,明确其时空分异的关键水文地理驱动因子及阈值,识别水体浑浊的关键污染源区与热点时间。该研究可望为山丘-平原圩区复合型流域河流浊度预测评估提供有力工具,并为靶向性的流域水环境深度改善提供科学依据。
英文摘要
High turbidity has increasingly become a bottleneck that affects the sense of water body and restricts the deep improvement of water environment in southern China. First, a hydrology and environment monitoring with multi-elements will be conducted in a typical hillslope-polder mixed catchment of Xitiaoxi with turbid water. The relationship between the turbidity and environmental factors will be analyzed and then a stable and significant total suspended solids-turbidity relationship model will be provided. Secondly, an integrated watershed hydrological and hydrodynamic modelling approach will be developed for describing turbidity processes in the complex catchments by coupling four models: SWAT (hillslope model), PHPS (polder model), MIKE 11(river hydrodynamic model) and total suspended solids-turbidity relationship models and. Thirdly, Based on the simulation results of total suspended solids and turbidity over the past 40 years, the spatio-temporal evolution of turbidity and total suspended solids and their hydro-geographic driving factors will be analyzed. The key source areas and hot times of total suspended solids and turbidity will then be identified. This study will give a powerful tool for predicting and assessing the river turbidity and total suspended solids in the hillslope-floodplain polder mixed catchment, and provide support for the deep improvement of the water environment of the watershed.
南方湿润区山丘-平原圩区复合型流域浊度与悬浮物过程复杂、来源多样且分布不均匀。针对山丘-平原圩区复合型流域水文水动力过程的复杂性和现有浊度与流域水文过程模拟研究的不足,本课题以太湖上游西苕溪流域为研究对象,开展流域水文水质多要素监测,揭示浊度与悬浮物复杂关系,创建基于流域水文水动力过程的悬浮物与浊度模型,反演近40年来流域悬浮物与浊度变化过程,识别水体浑浊的关键污染源区,剖析浊度、悬浮物的时空演化特征与驱动机制。主要研究内容和结论如下:.(1)野外监测与基础资料收集。通过野外布点定期监测、行业部门走访、共享数据平台申请和文献查找,构建了包括上浊度、悬浮物、氮磷浓度、土壤、植被、DEM、土地利用、土壤、气象、水文水质、行船量、点源污染源(污水处理厂、工业污水)等指标和流域人口、GDP等社会经济要素数据集,为模型构建和水体浑浊成因与机制分析提供了数据支撑。.(2)流域悬浮物与浊度耦合模拟系统构建与优化。利用统计方法定量分析浊度与影响因素间关系,构建悬浮物-浊度关系模型。通过增加坑塘悬浮物模块,改进平原圩区PHNS模型,并构建山丘区悬浮物山丘区SWAT模型,最终耦合形成山丘-平原圩区悬浮物-浊度耦合模型。在参数敏感性分析的基础上,率定耦合系统的敏感性参数,验证模拟精度,提供一套适合本研究区的关键参数值集。结果显示模型率定期径流、悬浮物的R2分别为0.96、0.88,NS分别为0.95、0.82;验证期径流、悬浮物的R2分别为0.90、0.88,NS分别为0.89、0.82。这表明模型能够很好地反映流域水文、悬浮物过程。.(3)流域悬浮物、浊度时空演化过程模拟与驱动机制分析。收集流域水文、气象、土地利用、社会经济等相关数据,利用耦合过程模型和遥感数据,反演分析1981-2020年近40年来流域悬浮物与浊度过程,揭示流域悬浮物与浊度空间格局演化特征,识别流域河流浑浊的关键污染源区与热点时间,并解析流域浊度时空演化的自然社会因子驱动机制。结果表明,过去40年子流域15、14、11和8持续为流域悬浮物负荷强度热点区域,而子流域1、12及圩区则保持较低的负荷强度。
太湖流域典型农村圩区-河网水氮交互作用耦合模拟及调控效应
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批准号:42371043
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项目类别:面上项目
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资助金额:52万元
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批准年份:2023
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负责人:闫人华
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依托单位:
山丘-平原圩区复合型流域河流浊度时空演化模拟
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:55万元
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批准年份:2020
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负责人:闫人华
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依托单位:
基于WALRUS改进模型的平原典型圩区水文过程模拟
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批准号:41701031
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2017
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负责人:闫人华
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依托单位:
国内基金
海外基金