[发明专利]一种衡量土地利用对流域非点源污染迁移影响的评价方法

说明书

本发明涉及一种衡量土地利用对流域非点源污染迁移影响的评价方法，可包括以下步骤：步骤1：构建基础数据库；步骤2：根据水文土壤类型划分标准对研究流域的土壤进行分类；步骤3：对研究流域的不同用地类型赋予CN值；步骤4：计算动力作用系数；步骤5：计算阻力作用系数；步骤6：计算土地利用影响系数。本发明适用于缺乏水文监测数据的小流域，优越性在于简化了复杂的生态过程，有效识别对水体造成污染的关键区域，从而有针对性的选择控制手段，以较低的成本有效地降低对水生生态系统的风险。

技术领域

本发明涉及一种衡量土地利用对流域非点源污染迁移影响的评价方法。

背景技术

土地利用变化是影响非点源污染迁移的重要因素之一。半城市化地区小流域对人为活动的干扰，尤其是对土地利用方式变化的敏感性较强，从而引发了显著的非点源污染变化。大多数研究从非点源污染的溯源、水文过程、影响因素等角度，评估研究非点源污染的程度，以期降低负面影响。很多研究都认为增加林地和建立河岸植被缓冲区是抑制非点源污染最优的选择。然而在哪些地块增加林地或植被缓冲区？缓解多少非点源污染入河程度？这些问题亟待我们进一步研究。通过土地利用/覆被类型与空间分布的调整和优化来控制非点源污染是一种更经济、有效的策略。因此，快速识别非点源污染的时空分布与入河路径，分析土地利用对非点源污染的影响程度，通过合理规划绿地等空间布局，削减流域非点源污染入河系数，为提出有针对性的土地管理、区域空间规划、流域生态环境保护策略奠定研究基础。

近年来分布式水文模型的应用广泛，然而该类模型(如SWAT等)在参数率定等方面受到数据获取的限制，在子流域之间无法跨越尺度效应的瓶颈。污染物输出系数法等经验模型是建立影响因素与非点源污染之间的数学关系式，估算污染负荷量等，方法优势在于简单易用，实用性强。然而该类模型的局限性在于未能从地表径流迁移过程和污染物输送的机制上进行研究。陈利顶等提出了可应用于非点源污染的“源”“汇”景观概念和理论，并结合了距离、土地利用类型、地形、土壤、降雨特征等多种因素的影响，构建了非点源污染入河系数，作为各网格单元污染物入河能力的度量指标。尽管入河系数受多种因素的影响，但一个流域的气候和地形因素是较为稳定的。以往研究发现，土地利用类型主要影响了阻力作用系数，若要调整入河系数以减少污染物入河通量，在明确污染物入河路径的前提下，可以通过优化土地利用的空间布局、合理配置用地类型，控制污染物从陆地迁移至水体的过程。

发明内容

一种衡量土地利用对流域非点源污染迁移影响的评价方法，以期通过优化流域内关键区域的土地利用/覆被类型，降低非点源污染入河系数。为此，本发明采用的具体技术方案如下：

一种衡量土地利用对流域非点源污染迁移影响的评价方法，可包括以下步骤：

步骤1：构建基础数据库,获取研究流域内的土地利用数据、数字高程、流域边界、流域河网、降雨数据和土壤属性数据；

步骤2：根据水文土壤类型标准对研究流域的土壤进行分类；

步骤3：结合水文土壤类型与土壤覆盖类型，根据径流曲线数(CN)划分标准对研究流域的不同用地类型赋予CN值；

步骤4：将研究流域进行栅格化处理，根据流域内的地表净径流深度与次降雨量，分别计算出各栅格单元的动力作用系数；

步骤5：根据流域内不同土地利用类型的曼宁糙率系数，分别计算出各栅格单元的阻力作用系数；

步骤6：基于非点源污染入河系数模型，推导土地利用变化对流域非点源污染迁移的影响模型，计算土地利用影响系数。

进一步地，步骤1包括：

步骤1.1：将所有空间数据转换成统一投影坐标系以及参考椭球体；

步骤1.2：基于数字高程数据和河网数据划分子流域；

步骤1.3：基于遥感影像提取并修正土地利用类型图。