基于EFDC-SWAT模型的跨流域引水对供水区水质影响评价

李海翔; 许月萍; 江衍铭; 王秀玲; 杨乐; 孔琳琳; 裘炯; 贾晓芳

doi:10.13205/j.hjgc.202608015

基于EFDC-SWAT模型的跨流域引水对供水区水质影响评价

doi: 10.13205/j.hjgc.202608015

1. 浙江大学建筑工程学院水文与水资源工程研究所, 杭州 310058;
2. 杭州智水工程咨询有限公司, 杭州 310020;
3. 新昌县水利水电局, 浙江绍兴 312500

基金项目:

国家自然科学基金项目（52479028）；国家重点研发计划项目（2021YFC3201105）；浙江省科学技术厅尖兵领雁研发攻关计划项目（2024C03255）自然灾害监测预报和防灾减灾关键技术—融合人工智能的省域高精度台风链生灾害风险预报关键技术开发与应用（2024C03255）

详细信息

作者简介:
李海翔（2001—），男，博士研究生，主要研究方向为水文水资源。12412140@zju.edu.cn

通讯作者:
王秀玲（1990—），女，硕士，工程师，主要研究方向为水资源保护和节约用水管理。907264399@qq.com

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出版历程
- 收稿日期: 2025-09-22

Water quality assessment of inter‑basin water transfer in water supply areas based on coupled EFDC‑SWAT model

1. Institute of Hydrology and Water Resources, College of Civil Engineering and Architecture, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China;
2. Hangzhou Zhishui Engineering Consulting Co., Ltd., Hangzhou 310020, China;
3. Xinchang Water Resources and Hydropower Bureau, Shaoxing 312500, China

摘要

摘要: 针对跨流域引水工程对供水区水质的影响机制问题，以黄泽江流域内的钦寸水库及其下游为例，量化评估多措施协同下的水质响应机制。耦合EFDC与SWAT模型，通过构建库区二维水动力-水质模型和下游水文-水质模型，基于点源和面源污染治理措施构建7组情景，模拟TN、TP、NH₃-N及COD_Mn等关键水质指标的时空变化特征，比较分析不同措施对水质污染负荷的削减效果，并通过综合水质标识指数法对水质模拟结果进行对比分析。结果表明：情景三（点、面源处理达最高标准，引水量最低）下库区TN、TP浓度下降80%和50%，达GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅱ类；下游TN、TP降幅为36%和33%，综合水质标识指数从4.211降至3.410；土地流转对库区污染负荷削减贡献率达77%（TN）、45%（TP），引水量下降20%对下游TN改善最为有效，改善率达50%以上。结果证明，EFDC-SWAT耦合模型可有效解析跨流域引水工程对供水区的水质影响机制，点源与面源的协同治理措施对水质改善呈非线性增强效应。
- EFDC /
- SWAT /
- 跨流域引水 /
- 水质评价 /
- 综合水质标识指数法
Abstract: Inter-basin water diversion projects can profoundly alter the water quality dynamics of receiving basins. Taking the Qincun Reservoir and its downstream reaches in the Huang ze River Basin as a case study， this research quantitatively evaluates the water-quality responses under multiple coordinated management measures. An integrated Environmental Fluid Dynamics Code-Soil and Water Assessment Tool （EFDC-SWAT） modeling framework was established， coupling a two-dimensional hydrodynamic-water-quality model for the reservoir with a hydrology-water-quality model for the downstream reaches. Seven management scenarios were designed to reflect various combinations of point-and non-point-source pollution control strategies. Simulations focused on the spatiotemporal variations in key indicators，total nitrogen （TN）， total phosphorus （TP）， ammonia nitrogen （NH₃-N）， and permanganate index （COD_Mn），and assessed the pollution-load reduction effectiveness of each measure. Comparative analysis using the comprehensive water quality identification index （CWQⅡ） revealed that under Scenario 3 （highest pollution-control standards with lowest diversion volume）， TN and TP concentrations in the reservoir decreased by 80% and 50%， respectively， achieving the Class Ⅱ water-quality standards. Downstream TN and TP levels declined by 36% and 33%，and the CWQⅡ improved from 4.211 to 3.410. Land consolidation contributed 77% and 45% to TN and TP load reductions in the reservoir， respectively， while a 20% reduction in diversion volume was most effective in improving downstream TN （>50%）. These results demonstrate that the coupled EFDC-SWAT model effectively elucidates the mechanisms through which inter-basin water diversion influences the water quality in supply-area. Moreover， synergistic point-and non-point-source controls exhibit a nonlinear enhancement effect on overall water-quality improvement.
- EFDC /
- SWAT /
- inter-basin water transfer /
- water quality assessment /
- comprehensive water quality identification index

HTML全文

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