苕溪流域非点源污染SWAT与WASP耦合模拟及水环境容量核算研究的任务书.docx

苕溪流域非点源污染SWAT与WASP耦合模拟及水环境容量核算研究的任务书
任务书
一、研究背景
非点源污染是现代城市化和农村发展的重要问题，其来源是雨水冲刷、流失和渗透过程中的污染物，较难直接定位和管理，影响范围大，且难以消除。特别是在我国，水土流失以及农业、养殖等行业排放的废水、固体废物等问题逐渐受到重视，非点源污染的治理也成为环保领域的热点问题。因此，开展非点源污染的研究成为了当前国内外环境科学领域关注的一个重要方向。
苕溪流域是我国山东省内一处典型的农村河流，其上游地区以农田和林地为主，中下游为人口密集地区，且存在部分工业制造和养殖业，这些都可能导致流域内发生大量的非点源污染。因此，研究苕溪流域的非点源污染特征及治理对策，有着重要的理论意义和实践价值。
二、研究目标
本研究旨在建立苕溪流域的非点源污染模型，对苕溪流域的水环境容量进行核算，为流域内非点源污染的治理提供科学依据。
具体目标如下：
1.建立苕溪流域的SWAT模型：基于数据收集和处理，建立苕溪流域的SWAT模型，对流域内的水文和土地利用情况进行系统分析，确定流域内的污染物特征、来源和迁移路径。
2.建立苕溪流域的WASP模型：基于建模结果，开展WASP模型对苕溪流域的水质模拟，计算出流域内各个位置的污染物浓度和质量。
3.耦合SWAT和WASP模型：将SWAT和WASP模型有机耦合，建立流域内的水文水质模型，模拟出污染物在水动力学和水化学方面的迁移过程，确立流域非点源污染的主要来源和迁移路径。
4.核算苕溪流域的水环境容量：基于模型预测结果，开展苕溪流域的水环境容量核算，明确流域内已受污染的部位以及治理难度较大的地区，为水环境治理提供科学依据。
5.制定非点源污染治理对策：基于核算结果和模型预测，制定苕溪流域非点源污染治理对策，提出合理的污染防治举措和治理方案，实现流域污染物减排和环境保护的目标。
三、研究内容
（一）研究流程和方法
1.数据采集和处理：收集流域的水文、地形、土地利用和气象等数据，建立苕溪流域的数据库。
2.建立SWAT模型：运用ArcSWAT软件对苕溪流域的水文和土地利用情况进行模拟，确定流域内的污染物源和迁移路径。
3.建立WASP模型：使用WASP模型对不同情景下的水质进行模拟，分析污染物浓度和迁移规律。
4.耦合SWAT和WASP模型：采用模型耦合方法，将SWAT和WASP模型进行有机耦合，实现流域耦合模拟。
5.水环境容量核算：基于模型及实测数据，使用Excel和SPSS等软件进行数据统计和分析，核算流域的水环境容量。
6.制定非点源污染治理对策：参考国内外经验和流域特征，设计苕溪流域非点源污染的治理对策。
（二）研究内容
1.建立苕溪流域的SWAT模型
1）确定流域内的水文空间分布规律；
2）制定入流时间序列和流域氮、磷循环模型；
3）对流域内不同土地利用类型的水文力学和水化学过程进行模拟；
4）确定流域内各个位置的水文学参数，为模型模拟提供数据支撑。
2.建立苕溪流域的WASP模型
1）建立流域的水力学数学模型；
2）确定各个位置的污染物浓度模型；
3）运用WASP软件进行水质模拟，模拟流域内的不同情景下的污染物浓度变化。
3.耦合SWAT和WASP模型
1）采用模型耦合方法，将SWAT和WASP模型进行有机耦合；
2）运用SWAT-WASP模型进行流域内的水文水质耦合模拟和模拟验证。
4.水环境容量核算
1）利用流域的实测数据，预测流域内污染物负荷及毒性；
2）对流域环境质量的容量进行核算，确定已受污染和难清洁的地区。
5.制定非点源污染治理对策
1）基于模型预测和核算结果，分析流域内的主要污染源和迁移路径；
2）参考国内外经验，提出合理和可行的治理对策；
3）评估不同计划的治理效果和经济成本，确定最优的治理方案。
四、研究成果
本研究将公开发表苕溪流域非点源污染SWAT与WASP耦合模拟及水环境容量核算研究，以发表论文两篇（其中一篇为SCI检索或EI检索论文为标准）为目标。同时，还应该制定苕溪流域的非点源污染治理对策，并提供电子版报告。
五、研究周期和经费预算
本研究周期为18个月，经费预算为30万元。
六、研究团队
本研究团队由一名博士和两名硕士组成，博士主要承担好SWAT模型和耦合模拟工作，两名硕士负责处理数据、建立WASP模型以及研究治理对策。对于涉及到的专业问题，可以邀请相应的专家协助研究。