一种水库流域生态保护方法技术

本发明专利技术公开了一种水库流域生态保护方法，其包括建立水库流域数字地理信息系统并进行单元划分的步骤；建立村镇、人口、畜牧养殖、工矿企业等污染物数据库的步骤；建立分布式降雨径流和污染物运移耦合模型的步骤；分析污染物在单元间的运移规律的步骤；本发明专利技术可诊断水库流域生态安全问题、分析水库主要污染物来源及时空分布特征、水环境演变过程。从源头上实行面源污染的控制，通过河流生态措施，以及流域末端河口湿地治理措施，实现入库水质达到理想的水质标准，本发明专利技术对于水库水资源保护、美丽乡村建设和流域生态环境修复起到重要技术支撑作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水源地生态环境保护领域，具体涉及一种水库流域生态保护方法。
技术介绍
近年来，随着水库流域即水源地内人口的不断增加，农村人口城镇化脚步的不断加快，以及流域内农牧业等不断发展，流域内人均排污量以及各种农牧业污染物的排放量也不断增加，大量农药、化肥、牲畜粪便、垃圾、工矿业污染物等进入库区，致使水库水质不断恶化，水体富营养化现象日趋严重，甚至出现水华爆发等现象，严重影响水库供水安全。人工湿地系统水质净化技术作为一种新型生态污水净化处理方法，其基本原理是在人工湿地填料上种植特定的湿地植物，从而建立起一个人工湿地生态系统。当污水通过湿地系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，而使水质得到净化。人工湿地系统水质净化的关键在于工艺的选择和对植物的选择及其配置。如何确定湿地位置和设计规模．选择和搭配适宜的湿地植物，以达到最佳的去污效果，是持续有效改进湿地去污效果和监控水体水质的一种技术。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够改善流域水环境状况、以流域整体为对象进行统一规划和管理的水库流域生态保护方法。为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种水库流域生态保护方法，其包括下述步骤：步骤一：获取水库流域矢量地形图；步骤二：基于水库流域土地植被覆盖情况，建立水库流域土地类型数据库，所述水库流域土地类型包括草地、园地、有林地、灌木林地、水田及旱地；同时建立水库流域污染源分布数据库，所述水库流域污染源包括村镇人口污染源、农业污染源、畜牧养殖污染源以及工矿企业污染源；步骤三：对水库全流域进行子流域单元划分，所述子流域单元划分是按照河网汇聚流水的分水岭圈划；步骤四：以行政村为统计单元，计算人类生活污染物排放量、化肥农药残留污染物排放量、畜禽养殖污染物排放量、工况企业污染物排放量及污染物排放量指标；并建立污染物数据库，映射到子流域单元，实现横向与纵向相结合的存储与显示；所述横向是指污染源；所述纵向是指污染源指标及其运移过程；步骤五：以行政村为统计单元，实现地形图信息与污染物数据列表的交互式显示；通过子流域单元与河网定向性连接，建立污染物向库区运移扩散的空间网络结构；步骤六：建立对所述流域的降雨量空间分布信息数据库，实现对丰水年、平水年、枯水年的雨量在子流域单元上的分配；步骤七：考虑影响雨量的蒸发、入渗、累积过程和消耗过程的影响，建立水库流域降雨量与径流量的对应关系；步骤八：建立降雨径流和污染物运移耦合模型，根据子流域单元内的污染物在水中的溶解性污染物和非溶解性污染物在不同降雨径流量下的运移能力和规律，得出每一个子流域单元出口处以及水库入河口处的污染物在时间上、空间上的分布，进一步得出各支流口处污染物指标负荷量；所述各支流口处污染物是指总氮TN、总磷TP和氨氮NH3-N；步骤九：设定入库水质目标；所述入库水质包括入库水质Ⅱ类或入库水质Ⅲ类；入库水质Ⅱ类年达标天数不少于90%，入库水质Ⅲ类水质年达标天数为100%；通过所述降雨径流量与污染物运移耦合模型，将污染物吸收、分解至各子流域单元；步骤十：针对所述污染物在子流域单元上的分布特征和对水库入库水质控制目标，依据污染物排放超标的指标情况，结合子流域单元的地形、地质、水流流向，采取人工生态塘措施、生态河流措施和湿地措施，实现污染物点面结合的吸收、分解和富集，达到水库全流域生态保护的目的。本专利技术有益效果是：本专利技术是通过对水库流域即水源地地形图数字化，在一定阈值的河网汇聚流量下按分水岭圈划计算单元；本专利技术是以村庄为基础，建立人口、耕地面积、主要作物与规模、化肥、农药、畜禽养殖、工况企业等基本信息库，并映射到子流域单元；本专利技术是建立降雨、径流和污染物运移耦合模型，对单元内的污染物在水中的溶解和非溶解性污染物在不同径流量下的运移能力和规律，得出每一个支流即计算单元出口以及水库入河口处的污染物在时间上、空间上的分布；本专利技术是在水库流域内开展“一沟一塘”的治污技术措施，从源头上控制面源污染物的达标排放和运移，实现水源地生态保护。具体实施方式下面结合实例进一步说明本专利技术的实质内容。为改善流域水环境状况，以流域整体为对象，进行统一规划和管理。本专利技术的步骤包括获取水库流域矢量地形图；基于水库流域土地植被覆盖情况，建立水库流域土地类型数据库，所述水库流域土地类型包括草地、园地、有林地、灌木林地、水田及旱地；同时建立水库流域污染源分布数据库，所述水库流域污染源包括村镇人口污染源、农业污染源、畜牧养殖污染源以及工矿企业污染源；对水库全流域进行子流域单元划分，所述子流域单元划分是按照河网汇聚流水的分水岭圈划；以行政村为统计单元，计算人类生活污染物排放量、化肥农药残留污染物排放量、畜禽养殖污染物排放量、工况企业污染物排放量及污染物排放量指标；并建立污染物数据库，映射到子流域单元，实现横向与纵向相结合的存储与显示；所述横向是指污染源；所述纵向是指污染源指标及其运移过程；以行政村为统计单元，实现地形图信息与污染物数据列表的交互式显示；通过子流域单元与河网定向性连接，建立污染物向库区运移扩散的空间网络结构；建立对所述流域的降雨量空间分布信息数据库，实现对丰水年、平水年、枯水年的雨量在子流域单元上的分配；考虑影响雨量的蒸发、入渗、累积过程和消耗过程的影响，建立水库流域降雨量与径流量的对应关系；建立降雨径流和污染物运移耦合模型，根据子流域单元内的污染物在水中的溶解性污染物和非溶解性污染物在不同降雨径流量下的运移能力和规律，得出每一个子流域单元出口处以及水库入河口处的污染物在时间上、空间上的分布，进一步得出各支流口处污染物指标负荷量；所述各支流口处污染物是指总氮TN、总磷TP和氨氮NH3-N；设定入库水质目标；所述入库水质包括入库水质Ⅱ类或入库水质Ⅲ类；入库水质Ⅱ类年达标天数不少于90%，入库水质Ⅲ类水质年达标天数为100%；通过所述降雨径流量与污染物运移耦合模型，将污染物吸收、分解至各子流域单元；针对所述污染物在子流域单元上的分布特征和对水库入库水质控制目标，依据污染物排放超标的指标情况，结合子流域单元的地形、地质、水流流向，采取人工生态塘措施、生态河流措施和湿地措施，实现污染物点面结合的吸收、分解和富集，达到水库全流域生态保护的目的。本专利技术还包括建立水库流域降水、径流、水质的过程模拟模型的步骤；通过建立水库流域降水、径流、水质的过程模拟模型，根据实测指标率定，在自然条件下入库水质指标，并与水质目标指标对比，获得污染处理与资源化利用的最佳效果；在所述水库流域内开展生态塘治污措施、生态河流治污措施以及湿地治污措施，通过对污染物的吸收、分解和富集的方法,消减入库水体中的污染物质含量，实现水源地生态保护，使河道入库水质满足目标要求。本专利技术在分析流域污染物总量控制技术的基础上，构建流域内污染物数据库，确定合适的总量控制标准，构建流域内污染负荷的时空分布规律，并提出合理的污染控制体系。本专利技术通过构建降雨、径流和污染物运移耦合模型，优化生态塘位置和设计规模，分析入库水体水质指标，获得污水处理与资源化的最佳效益；通过在水库流域内开展“一沟一塘”的治污技术措施，从源头上控制面源污染物的达标排放和运移，实现水源地生态保护。实施例1某水库流域呈从东北向西南走向的不规则狭长矩形区域，东西长约42.7k本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水库流域生态保护方法，其特征在于包括下述步骤：步骤一：获取水库流域矢量地形图；步骤二：基于水库流域土地植被覆盖情况，建立水库流域土地类型数据库，所述水库流域土地类型包括草地、园地、有林地、灌木林地、水田及旱地；同时建立水库流域污染源分布数据库，所述水库流域污染源包括村镇人口污染源、农业污染源、畜牧养殖污染源以及工矿企业污染源；步骤三：对水库全流域进行子流域单元划分，所述子流域单元划分是按照河网汇聚流水的分水岭圈划；步骤四：以行政村为统计单元，计算人类生活污染物排放量、化肥农药残留污染物排放量、畜禽养殖污染物排放量、工况企业污染物排放量及污染物排放量指标；并建立污染物数据库，映射到子流域单元，实现横向与纵向相结合的存储与显示；所述横向是指污染源；所述纵向是指污染源指标及其运移过程；步骤五：以行政村为统计单元，实现地形图信息与污染物数据列表的交互式显示；通过子流域单元与河网定向性连接，建立污染物向库区运移扩散的空间网络结构；步骤六：建立对所述流域的降雨量空间分布信息数据库，实现对丰水年、平水年、枯水年的雨量在子流域单元上的分配；步骤七：考虑影响雨量的蒸发、入渗、累积过程和消耗过程的影响，建立水库流域降雨量与径流量的对应关系；步骤八：建立降雨径流和污染物运移耦合模型，根据子流域单元内的污染物在水中的溶解性污染物和非溶解性污染物在不同降雨径流量下的运移能力和规律，得出每一个子流域单元出口处以及水库入河口处的污染物在时间上、空间上的分布，进一步得出各支流口处污染物指标负荷量；所述各支流口处污染物是指总氮TN、总磷TP和氨氮NH3‑N；步骤九：设定入库水质目标；所述入库水质包括入库水质Ⅱ类或入库水质Ⅲ类；入库水质Ⅱ类年达标天数不少于90%，入库水质Ⅲ类水质年达标天数为100%；通过所述降雨径流量与污染物运移耦合模型，将污染物吸收、分解至各子流域单元；步骤十：针对所述污染物在子流域单元上的分布特征和对水库入库水质控制目标，依据污染物排放超标的指标情况，结合子流域单元的地形、地质、水流流向，采取人工生态塘措施、生态河流措施和湿地措施，实现污染物点面结合的吸收、分解和富集，达到水库全流域生态保护的目的。...

【技术特征摘要】
1.一种水库流域生态保护方法，其特征在于包括下述步骤：步骤一：获取水库流域矢量地形图；步骤二：基于水库流域土地植被覆盖情况，建立水库流域土地类型数据库，所述水库流域土地类型包括草地、园地、有林地、灌木林地、水田及旱地；同时建立水库流域污染源分布数据库，所述水库流域污染源包括村镇人口污染源、农业污染源、畜牧养殖污染源以及工矿企业污染源；步骤三：对水库全流域进行子流域单元划分，所述子流域单元划分是按照河网汇聚流水的分水岭圈划；步骤四：以行政村为统计单元，计算人类生活污染物排放量、化肥农药残留污染物排放量、畜禽养殖污染物排放量、工况企业污染物排放量及污染物排放量指标；并建立污染物数据库，映射到子流域单元，实现横向与纵向相结合的存储与显示；所述横向是指污染源；所述纵向是指污染源指标及其运移过程；步骤五：以行政村为统计单元，实现地形图信息与污染物数据列表的交互式显示；通过子流域单元与河网定向性连接，建立污染物向库区运移扩散的空间网络结构；步骤六：建立对所述流域的降雨量空间分布信息数据库，实现对丰水年、平水年、枯水年的雨量在子流域单元上的分配；步骤七：考虑影响雨量的蒸发、入渗、累积过程和消耗过程的影响，建立水库流域降雨量与径流量的对应关系；步骤八：建立降雨径流和污染物运移耦合模型，根据子流域单元内的污染物在水中的溶解性污染物和非溶解...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅长锋，陈平，于京要，及晓光，李大鸣，
申请(专利权)人：河北省水利水电勘测设计研究院，
类型：发明
国别省市：天津;12