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user: 3. 模型模拟计算 经过对香溪河流域面源污染源进行分类调查统计分析，明确了库区氮、磷面源污染负荷主要来源分别为土地利用、畜牧养殖和居民生活污染源。 本文在三峡库区香溪河流域及其他与香溪河流域相似的典型小流域不同土地利用区选取典型观测试验区，对不同土地利用单位面积污染负荷输出进行试验观测。通过实验，确定不同土地利用类型的氮、磷负荷输出系数，然后根据整个小流域面积及输出系数，利用输出系数模型，估算得到整个小流域不同土地利用类型的面源污染负荷输出量。 畜牧养殖及生活污染源的输出系数则通过对小流域的人口、社会经济、养殖规模等指标进行调查，结合相关计算标准，并参考目前已有相关文献，计算得出畜牧养殖及居民生活污染源的氮、磷负荷输出系数，根据畜牧养殖规模及居民人口等，估算出小流域畜牧养殖及居民生活面源污染负荷输出量。 3.1. 输出系统模型 Johns [ 13 ] 于1996年建立了输出系数模型，该模型引入了牲畜、人口等因素，建立在土地利用与受纳水体的非点源污染负荷量的基础上。模型大大简化了非点源污染形成过程，提高了土地利用状态发生变化时的灵敏性，降低了对监测数据的依赖性和监测费用，为大流域非点源污染的量化模拟研究提供了一种具有一定精度的模型方法。 输出系数模型计算方程式如下， L = ∑ n i = 1 E i [ A i ( I i ) ] 式中：L为营养物的输出量；E i 为第i种营养源的输出系数(即单位面积年负荷量)；A i 为第i类土地利用类型的面积或第i种牲畜的数量、人口数量；I i 为第i种营养物输入量。 3.2. 确定输出系数 3.2.1. 土地利用输出系数 在明确流域土地利用类型的基础上，获取输出系数的常用途径是查阅文献和现场监测法。现场监测法需要通过长时间监测流域水质水量，通过计算负荷量，得到相应的输出系数值，该方法所获取的参数有较高的精度，但是耗时长、费用高。另一种途径是利用前人的研究成果，通过查阅文献获取系数值。 通过收集三峡库区香溪河流域兴山监测站12个不同土地利用径流小区共6次产流过程，各不同土地利用径流小区全年观测结果见表2。 Table 2 Runoff and TN and TP load of observation station under different land cove 序号 植被覆盖类型 面积(m 2 ) 坡度(°) 径流量(m 3 ) TN (mg/L) TP (mg/L) 01 杨树 20 × 5 20 3.307 1.625 0.02 02 杨树 20 × 5 20 8.316 2.443 0.019 03 柏树 20 × 5 20 11.282 2.943 0.019 04 柏树 20 × 5 20 13.519 0.297 0.019 05 杨+柏 20 × 5 20 15.907 0.365 0.02 06 杨+柏 20 × 5 20 18.126 0.531 0.019 07 秋葵瓜 20 × 5 20 22.0118 2.772 0.019 08 秋葵瓜 20 × 5 20 25.983 2.993 0.018 09 荒草 20 × 5 20 28.704 1.429 0.017 10 荒草 20 × 5 20 30.805 1.346 0.016 11 对照 20 × 5 20 34.787 0.36 0.015 12 对照 20 × 5 20 39.092 0.157 0.013 表2. 不同植被覆盖类型径流小区的径流、TN和TP负荷 由表中数据，可将12个不同植被覆盖类型的径流小区分为3类：旱地(对照、秋葵瓜)、林地(杨树、柏树)、草地(荒草)。这三类土地利用类型的输出系数可通过实验数据计算得出。研究区其他土地利用类型如城镇用地、水田、水域等的输出系数，则查阅相关文献获取 [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]。由此得出香溪河流域不同土地利用类型输出系数见表3。 Table 3 The export coefficients values of different land use in the Xiangxi River basi 类型 TN (t/km 2 ∙a) TP (t/km 2 ∙a) 城镇用地 0.716 0.395 水田 0.54 0.185 旱地 0.628 0.309 林地 0.104 0.034 草地 0.282 0.037 水域 0.58 0.164 未利用地 0.45 0.087 表3. 不同土地利用养分输出系数 3.2.2. 畜牧养殖输出系数 在三峡库区香溪河流域及其他与香溪河流域相似的典型小流域开展了对农户畜牧养殖调查，结果见表4。 Table 4 The investigation results of livestock and poultry manure disposal in typical watershe 序号 大牲口 猪 家禽 数量 粪便去向 存栏数 出栏数 粪便去向 存栏数 出栏数 粪便去向 1 2 就地堆放 2 1 有机肥 3 2 有机肥 2 2 就地堆放 1 2 有机肥 10 2 有机肥 3 1 就地堆放 2 0 有机肥 0 0 有机肥 4 2 就地堆放 0 2 有机肥 0 0 有机肥 5 1 就地堆放 2 2 有机肥 2 1 有机肥 6 1 就地堆放 0 0 有机肥 5 10 有机肥 7 2 就地堆放 1 1 有机肥 3 2 有机肥 8 1 就地堆放 0 0 有机肥 5 2 有机肥 9 1 就地堆放 3 1 有机肥 2 0 有机肥 10 2 就地堆放 2 2 有机肥 4 2 有机肥 表4. 香溪河典型小流域畜禽养殖调查 结合小流域典型农户调查结果，参照相关文献资料 [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]，确定香溪河流域畜牧养殖污染输出系数见表5。 Table 5 The export coefficients of livestock and poultry in the Xiangxi River basi 项目 TN [kg/(ca∙a)] TP [kg/(ca∙a)] 牛 7.320 0.310 猪 1.390 0.142 羊 1.400 0.045 家禽 0.060 0.005 表5. 香溪河流域畜禽养殖氮磷输出系数表 3.2.3. 生活污染源输出系数 在调研过程中发现，居民对生活排泄物、垃圾方式处理不一：在部分居民户中，使用的是浅坑旱厕，建于屋外，浅坑旱厕的使用，极不利于农村环境的改善。部分居民户使用水冲厕，这部分居民普遍认为水冲厕使用方便、干净卫生。此外，在调研过程中，课题组发现，约90%的居民户将粪便作为肥料还田，约有1%的左右的居民，直接将粪便堆放在路边或倒入沟渠，极少数统一收集并集中处理使用。 关于人粪尿的排污系数，目前已有相关研究。马啸 [ 17 ] 对三峡库区的农村生活调查表明，每个成年人均年产氮磷量为5.715 kg、1.17 kg。农村人的粪尿，部分当作肥料使用，其余直接排放到环境或水体中，流失率约为21%。而农村生活污水基本上全部直接排放到自然环境中。库区内农村地区生活垃圾和水处理设施建设较为滞后，农村生活污水和粪便很难得到有效的处理。结合库区实际情况，确定农村生活污染氮磷输出系数为：农村生活氮输出系数为：1.872 [kg/(ca∙a)]，农村生活磷输出系数为0.214 [kg/(ca∙a)]。 3.3. 计算结果 根据本文通过实验及查阅文献所得的各种污染源的输出系数，根据研究区基础数据资料，基于输出系数模型计算可得不同污染源的污染负荷结果见表6。 Table 6 TN and TP load of different pollution sources in the Xiangxi River basi 总氮总磷 土地利用污染(t) 居民生活污染(t) 畜牧养殖污染(t) 合计(t) TN 459.79 245.70 626.45 1331.94 TP 153.71 28.09 51.91 233.71 表6. 香溪河流域不同污染源非点源TN、TP负荷