秦皇岛滨海地区地表径流及污染负荷估算

摘要：基于土地利用、土壤类型等信息数据及研究区水文、气象资料，在ArcGIS软件支撑下，应用SCS径流曲线模型对秦皇岛滨海地区不同频率年径流深和年径流总量进行了计算，提出适合该研究区域的CN值，得出秦皇岛市滨海地区典型年丰、平、枯径流深分别为199.13 mm、145.64 mm、126.08 mm，经合理性分析，认为模型结果能较精确地反映研究区实际降水-径流关系。同时利用径流研究结果，对秦皇岛市滨海地区不同水平年径流污染物负荷进行了估算，为秦皇岛市北戴河地区非点源污染时空分布特征模拟及环境治理效果评价研究提供参考。

关键词：SCS模型；地表径流；非点源污染；污染负荷

中图分类号：X522 文献标识码：A 文章编号：1672-1683（2014）01-0050-04

城市非点源污染是指城市降雨径流淋洗与冲刷大气和汇水面各种污染物引起的受纳水体的污染，是城市水环境污染的重要因素^[1]。狭义上的城市非点源污染即指城市降雨径流污染^[2]，即雨水径流流经城镇地面，如商业区、街道、停车场等，聚集一系列的污染物如原油、盐分、氮、磷、有毒物质及杂物，随之进入河流或湖泊，污染地表水或地下水体。美国环保署（USEPA）已把城市地表径流列为导致全美河流和湖泊污染的第三大污染源^[3]。Novotny^[4]等的研究表明，城市径流是仅次于农业非点源的第二大非点源污染。因此，城市降雨径流污染负荷的定量化研究是城市非点源污染控制的重要环节之一^[5]。

秦皇岛北戴河近岸海域是著名的滨海旅游胜地，近年来出现了水质恶化和生态系统服务功能退化的现象。基于滨海地区污染因子识别与成因分析，同时在点源污染基本得到控制的前提下，可以确定非点源污染是近岸海域污染负荷的最主要来源。目前，对秦皇岛市滨海地区的城市非点源污染研究以及文献资料极少。本文在ArcGIS软件的支持下，将研究区地表分为不同用地类型如草地、林地、建设用地等，分别选用不同的CN值，运用SCS模型估算不同用地类型径流量；同时，在有限资料的条件下，结合秦皇岛滨海地区的实际情况，对秦皇岛市滨海地区径流污染物负荷进行估算，以期为北戴河近岸海域水环境综合治理提供基础数据，为秦皇岛市北戴河地区非点源污染时空分布特征模拟及环境治理效果评价研究提供边界条件。

1 研究区概况

秦皇岛市位于河北省东北部，东经118°33′-119°51′，北纬39°22′-44°37′之间。秦皇岛市属暖温带半湿润季风气候，四季分明：春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季昼暖夜凉，冬季寒冷干燥。全市多年平均气温10.1℃，最低气温发生在1月份，月平均气温-6.8 ℃；最高气温发生在7月份，月平均气温24.7 ℃。全市平水年降水量（P=50%）641.9 mm，丰水年降水量（P=25%）779.5 mm，枯水年降水量（P=75%）543.7 mm，其中全年80%左右的雨量集中在汛期。本次研究的滨海地区为秦皇岛市的市区，包括山海关区、海港区、北戴河区，以及昌黎县、抚宁县部分滨海区域，见图1。

5 结语

本文将秦皇岛滨海地区按照土地利用方式和土壤类型情况进行组合，提出适合于研究区不同AMC等级的不同地类产流计算的CN值，运用SCS径流曲线模型计算出丰、平、枯典型年径流深，并据此对径流污染负荷进行了初步估算。但是，SCS模型未考虑降雨历时对CN值的影响。同时，土壤前期湿润程度对研究区产流也有显著影响，而模型当中只是将前5日总雨量作为前期湿润程度（AMC），该参数带有一定的经验性与跳跃性，加之我国又缺乏CN的相关数据库。这些因素在一定程度上降低了模型的精度。

另外，由于受污染物浓度数据的限制，此次污染负荷估算采用的是产流区域内平均污染浓度，未能对不同地类条件下地表径流污染负荷进行分块模拟，其结果精度偏低，只能作为污染负荷的粗略数据。因此未来的工作需要获得已有污染物浓度资料或对研究区域产流主要控制断面浓度值进行实地监测，同时精确率定各土地利用类型与土壤类型的CN值，以提高污染负荷计算精度。

参考文献（References）：

[1] 林积泉，马俊杰，王伯铎，等.城市非点源污染及其防治研究[J].环境科学与技术，2004（27）：63-65.（LIN Ji-quan，MA Jun-jie，WANG Bo-duo，et al.Study on Urban Non-point Source P01lution and Its Control[J].Environmental Science and Technology，2004（27）：63-65.（in Chinese））

[2] [JP2]张瑜英，孙美云，李占斌.城市非点源污染研究进展与展望[J].人民黄河，2006，28（3）：42-43.（ ZHANG Yu-ying，SUN Mei-yun，LI Zhan-bin.Urban non-point Source Pollution Progress and Prospects [J].Yellow River，2006，28（3）：42-43.（in Chinese）[JP]

[3] US EPA.National Water Quality Inventory.Report to Congress Executive Summary[R].Washington D C：US EPA.1995：344.

[4] Novotny V，O lem H.Water Quality：Prevention，Identification and Management of Diffuse Pollution [M].New York：Van Nostrand Reinhold Company，1993.

[5] 李立青，尹澄清，何庆慈，等.武汉市城区降雨径流污染负荷对收纳水体的贡献[J].中国环境科学，2007，27（3）：312-316.（ LI Li-qing，YIN Cheng-qing，HE Qing-ci，et al.Contribution of Pollution Load of Storm Runoff in Urban Areas of Hanyang，Wuhan City on the Receiving Water[J].China Evironmental Science，2007，27（3）：312-316.（in Chinese））

[6] Budhendra B，Jon H，Bernie E，et al.Assessing Watershed-scale，Long-term Hydrologic Impacts of Land-use Change Using a GIS-NPS Model[J].Environmental Management，2000，（6）：643-658.

[7] 刘兰岚.上海市中心城区土地利用变化对径流的影响及其水环境效应研究[D].华东师范大学，2007.（ LIU Lan-lan.Impacts of Land Use Change on Runoff of Shanghai Central City and Relevant Environmental Effects[D].East China Normal University，2007.（in Chinese））

[8] 陶艳成，华璀，卢远，等.钦江流域土地利用变化对径流的影响[J].中国水土保持，2013，（6）：34-38.（TAO Yan-cheng，HUA Cui，LU Yuan，et al.Land Use Change on Runoff of Chin River Watershed [J].Soil and WaterConservation in China，2013，（6）：34-38.（in Chinese） 1991，3 （2）：43-50.（in Chinese））

[14] 黄成彦，孔昭宸，浦庆余，等.颐和园昆明湖3500余年沉积物研究[M].北京：海洋出版社，1996：111-117.（HUANG Cheng-yan，KONG Zhao-chen，PU Qing-yu，et al.Summer Palace Kunming Lake in 3500 Years of Sediment Research[M].Beijing：China Ocean Press，1996：111-117.（in Chinese））

[15] 金章东，沈吉，王苏民，等.岱海的“中世纪暖期”[J].湖泊科学.2002，15（3）：209-216.（JIN Zhang-dong，SHEN Ji，WANG Sun-min，et al.The Medieval Warm Period in the Daihai Area[J].Journal of Lake Sciences.2002，15（3）：209-216.（in Chinese））

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