基于SWAT模型的泰国旺河流域非点源污染最佳管理实践(BMPs)成本效益评估

本研究针对泰国旺河流域非点源污染治理难题，采用SWAT模型评估植被过滤带与植草水道两种拦截措施的减排效果与成本效益。结果表明，植草水道在氨氮(NH3 -N)和总磷(TP)控制上分别实现15%和24.9%的平均削减率，成本效益值(CE)最高达2.46 kg/THB，为热带季风区流域治理提供了兼具环境效益与经济可行性的解决方案。

　　

随着全球工业化进程加速，非点源污染已成为威胁水环境安全的"隐形杀手"。在泰国这样的农业主导型国家，旺河流域高达60%的地表水污染来自农业径流携带的氮磷物质，其中氨氮和总磷分别占污染总量的81%和93%。这类污染具有随机性、分散性和滞后性特征，传统治理手段如同"大海捞针"。更棘手的是，热带季风气候下集中的雨季降雨使得污染物迁移过程复杂多变，亟需科学工具来"精准把脉"。

在此背景下，研究人员开展了一项开创性研究，通过Soil & Water Assessment Tool（SWAT）模型这一"流域CT扫描仪"，首次对泰国旺河流域10,800 km²
区域进行系统性诊断。研究团队精心设计了六种管理情景，包括三种不同比例的植被过滤带（面积比1/200至1/20）和三种长度的植草水道（250-1000米），创新性地将水文过程模拟与成本效益分析相结合。这项发表在《Environmental Technology》的研究，为热带季风区流域治理提供了兼具科学性和经济性的决策依据。

关键技术方法包括：1) 基于30米分辨率DEM和土地利用数据的SWAT模型构建；2) 使用SUFI-2算法进行参数敏感性分析与率定，率定期NS值达0.77（NH₃
-N）和0.74（TP）；3) 采用QUAL2E水质模型模拟污染物迁移转化；4) 引入成本效益指数CE=减排量/成本，以50,000 THB为单位进行经济性评估。

研究结果揭示：

3.1 SWAT模型率定验证
模型成功捕捉了旺河流域水文物质循环特征，径流模拟NS值达0.82，NH₃
-N和TP浓度模拟R²
分别达0.78和0.68，证明模型可准确反映氨氮与磷的时空分布规律。

3.2 BMPs减排效果评估
植被过滤带展现出惊人的污染物拦截能力，当配置比例达1:20时，NH₃
-N和TP削减率分别飙升至36.38%和54.71%。植草水道虽单点效果稍逊，但250米长度即可实现25.78%（NH₃
-N）和30.62%（TP）的削减，其"线状拦截"特性特别适合流域内密集的沟渠系统。

3.3 成本效益突破性发现
研究颠覆了传统认知：虽然植被过滤带的绝对减排量更高，但植草水道以"四两拨千斤"的方式实现最优性价比。250米植草水道的CE值惊艳亮相——每万泰铢投入可削减2.46 kg TP，这主要得益于其仅需25公顷实施面积和10,300 THB/ha的低成本优势。

这项研究的科学价值在于构建了"自然-社会"双维度的评估框架。通过分析20.01%的农业用地（209,430公顷）实施BMPs后的空间响应，发现7号子流域等陡坡农区在措施实施后成功退出关键源区名单。研究同时警示，工程措施长期维护成本可能增加15-25%，这为后续研究指明了方向。

论文结论部分特别强调：在土地资源紧张的热带地区，植草水道应作为优先选项。但决策时需考虑当地种植习惯——研究团队在讨论中提到，有农民反馈更倾向保留耕地而非建设过滤带，这种社会接受度因素在后续优化模型中需要量化集成。该成果不仅为东南亚类似流域提供模板，其建立的CE评估体系更可推广至全球气候变化背景下的适应性管理研究。