一、技术原理

在进行水库流域水环境问题诊断的基础上，应用SWAT模型模拟核定流域内各类非点源污染产生负荷和入河负荷，建立EFDC模型进行水库水体三维水动力水质模拟，采用正反结合算法进行水库水环境容量计算，制定科学合理、技术和经济上可达的总量分配方案。

二、技术内容或工艺路线

1．水库水环境问题特征

对于山区饮用水源地控制单元，水库流域研究区域内大型污染企业少，污染负荷主要来源于畜禽养殖污染、农田径流污染以及农村居民生活污染等非点源污染。山区水库受非点源作用，入库总负荷多，会出现主要水质指标（氨氮、总氮、总磷、pH等）超标和富营养化的问题，在污染控制时需要针对非点源进行全面考虑。

2．基于SWAT模型的流域非点源污染核算

水库型控制单元内污染以非点源污染为主，区域纳污范围即为流域内各支流的汇水区域。受降水径流作用，不同下垫面产生的污染物随径流入库，整个过程是一个非线性复杂的过程，采用单一的、经验性的污染估算，很难反映实际情况，需要选用模型模拟的手段进行。SWAT模型为目前采用较多的，适用性较强的分布式水文模型，具备模拟流域水量和水质的能力，可以用于山区水库流域控制单元的非点源核算。

采用SWAT模型核算后，可以得到不同污染源（农村生活、畜禽养殖、农业种植等）的空间分布强度、入河系数、以及重点断面污染物通量过程，对于设计水文条件、设计通量条件均有较好的支持作用。

3．基于EFDC模型水库水动力水质模型建立与验证

受水库调节、运行方式的影响，污染物在进入水库后会发生一系列的物理、化学、生物反应过程。污染物浓度会随着入库、出库流量的变化，在整个水库范围内出现一定的空间和时间的变化。为了研究水库污染物浓度的时空分布特征，需选用收纳水体水动力水质富营养化模型，进行水质模拟计算。通常做法是采用连续系列进行连续多年的模拟计算，或者选用典型设计水文条件进行情景模拟，从而反映水库水质变化的基本规律。

EFDC模型是美国EPA推荐，能够模拟河流、水库、河口等水体的水动力水质情况。对于山区水库来讲，可构建平面二维或者三维水体模型，进行水体水质模拟。

4．水库流域污染物总量分配

水库对入库污染物有拦截、滞留的作用，污染物在进入水库后会长期影响着水库水质，对水库总量控制而言，入库污染物总量是重点控制指标。随着水库水动力水质规律性变化，水库水质时空分布在一定条件下会达到相对稳定状态。因此，对于水库而言，可以采用“正反算法”进行水库纳污力计算和总量分配方案确定，即利用稳态模型估算纳污能力，利用动态模型进行分配方案模拟，充分考虑输入条件不确定性、模型机理不确定性、模型参数不确定性，最终通过情景设计分析得到水库总量分配方案。

三、关键技术方法

1．应用SWAT模型核算流域非点源负荷——山区水库处于山区丘陵地带，其流域河道分界明晰，能够清晰划分出子流域，且流域内工业点源基本已经得到控制，流域污染以非点源为主，因此，可选择SWAT模型进行流域非点源模拟，得到污染源分布和入库污染负荷。

2．应用EFDC模型进行水库水质模拟——建立了基于EFDC模型的水库水动力-水质耦合模型，完成了关键参数的灵敏度分析和总体不确定性分析，研究水库水质响应特征。

3．利用正反算法进行总量分配——进行了不同的负荷分配情景设定，并通过多因子基尼系数比较分配法对分配方案公平性进行了评价，制定了效率较优并满足公平原则要求的最终分配方案。

四、技术创新点

1 采用流域模型和水体模型松散耦合的模式研究非点源对水库水质的影响。

2利用正反算法，即稳态模型和动态模型相结合的方法进行水库总量分配方案。