清水河流域农业非点源污染模拟及特征分析

为探讨冬奥核心区所在的清水河流域农业非点源污染特征,利用SWAT模型对清水河流域进行污染模拟及特征分析。通过前期对流域内河流水质监测和评价分析可知,该流域农业非点源是重要污染来源,且降雨和径流会对水质影响较大。借助ArcGIS平台构建清水河流域SWAT非点源污染模型,并利用实测径流数据对模型进行了率定和验证,结果表明SWAT模型在清水河流域的适用性较好。利用模型模拟结果对流域内TN、TP污染负荷进行统计,并对其时空分布特征展开分析。非点源污染的时间分布特征:2011、2013、2015和2016年的年均非点源污染输出负荷表现为TN>TP,并且具有明显的季节性,夏季和冬季分别是非点源污染产生的高峰期和低谷期,各子流域的累积负荷量也呈现出汛期大于非汛期的特点;空间分布特征:污染负荷流失强度较高的关键源区为2、3、5、6、7、10、12、14号子流域,集中分布在东沟和西沟水系两侧,主要土地利用类型为耕地和草地。各子流域的非点源污染输出负荷与降雨量均呈正相关关系,输出负荷与降水相关性较强的区域集中分布在正沟、西沟两侧和东沟上游,该区域内非点源污染物的流失与降水密切相关,高降雨量及强降水都会引起污染物的大量流失。     

海河流域农田氮磷面源污染的空间分布特征及关键源区识别

【目的】分析海河流域农田氮磷面源污染及对水质影响的空间分布特征,并识别关键源区,以期为该流域面源污染治理提供参考依据。【方法】基于InVEST营养物传输率模型和产水量模型,估算了海河流域农田氮磷入河负荷、河流断面氮磷入河通量和潜在氮磷径流质量浓度,结合GIS空间热点分析、水文网络分析识别面源污染关键源区。【结果】海河流域2015年氮磷入河负荷分别为2.41 kg/hm²和0.56 kg/hm²,入河总量达3.4934万t和0.8077万t,潜在氮、磷径流质量浓度分别为5.97、1.47 mg/L,约55%的河段超过地表V类水质TN、TP标准。农田氮磷污染呈明显的沿西北部山区向中南部平原方向上升的分布特征;农田氮磷入河负荷和潜在氮磷径流质量浓度的空间分布差异明显,前者高值分布在徒骇马颊河水系、漳卫河水系、子牙河水系,后者高值分布在徒骇马颊河全线、黑龙港运东河中下游、大清河支流和子牙河上游部分河段;流域水系上游或支流的潜在氮磷径流质量浓度普遍高于干流。热点区面积分别占14.45%、16.02%,贡献入河总量的23.39%、27.71%。【结论】海河流域农田氮磷面源污染较严重,西北部山区地区的污染程度低于中南部平原地区,以流域中南部、石家庄和秦皇岛的周边地区为关键源区。     

河南省氮素农业面源污染风险评价与关键管控区识别

农业面源污染是我国水环境保护面临的重要问题,风险评价对于农业面源污染防治具有重要意义。本研究以河南省为研究区域,采用层次分析法的分级赋值方法,基于熵值法和专家打分确定各影响因子权重,构建河南省氮素农业面源污染风险多因子综合评价模型,计算河南省氮素农业面源污染风险指数并在流域尺度上进行验证,划分氮素农业面源污染的风险等级并识别关键管控区。结果表明：种植源、养殖源和生活源分别贡献河南省31.52%、38.47%和30.01%的氮素流失负荷,流失负荷呈现为西低,中、东部高的特点。河南省有39 429 km²的区域存在中风险,约占河南省总面积的23.61%,有17 318 km²的区域存在高风险,约占总面积的10.37%;划定距河流2 km以内的中、高风险区为一般管控区和重点管控区,面积分别为10 982 km²和9 285 km²。通过与同期水质自动监测数据进行相关分析,决定系数为0.82,表明模型模拟结果具有较高的精准度。综合结果表明,建立的多因子综合评价模型具有科学性和准确性,可用于氮素农业面源污染风...     

基于“源-汇”理论的汾河太原段非点源污染识别

““源”“汇”景观格局是指既能促进非点源污染过程的正向演变，又能阻止/延缓生态过程的景观类型或单元。采用2020年太原市高分辨率遥感影像分类提取研究区景观格局分布信息，基于“源”“汇”理论和洛伦兹曲线分析景观空间分布对非点源污染的影响，并提出非点源污染防治的景观格局优化建议。结果表明：太原市非点源污染风险总体较高，“源”景观为主导作用的景观单元占62.87%。太原市中部非点源污染风险较高、东西山区较低。以“源”景观为主的景观类型位于太原市中部汾河两岸的建设用地，为极高风险区，占整体区域面积的17.69%，而太原市东西两侧山体以“汇”景观类型（主要是林地）为主，污染风险较小。基于坡度因子和河道距离因子的“源”“汇”景观污染负荷之比均大于1，在坡度要素中“汇”景观广泛分布于高坡度区，景观布局合理；河道距离要素中“源”景观分布在距河道近的区域，易导致非点源污染。     

密云水库小流域非点源污染负荷估算研究

采用Johnes输出系数法以及SCS径流曲线和通用土壤流失方程估算法,对密云土门西沟小流域非点源污染负荷进行估算。结果表明,土门西沟小流域内附着态污染负荷的输出量是溶解态污染物输出量的3倍多,而附着态污染物输出量的大小主要由土壤侵蚀量决定,因此,控制流域内非点源污染的关键是加强该区的水土保持防治工作。Johnes输出系数法可用于观测资料比较缺乏的流域,而SCS径流曲线和通用土壤流失方程估算法除了可以估算总氮、总磷的含量外,还能分别估算出溶解态氮、磷和附着态氮、磷的量,使得防治非点源污染的措施可以更加有针对性。     

基于SWAT模型的伊通河流域农业非点源污染损失估算

选取伊通河流域为研究区,在构建伊通河流域数字化平台的基础上,将SWAT模型与环境经济学方法相结合定量估算了研究区的农业非点源污染损失,为伊通河流域农业非点源污染的防治与管理提供科学依据与决策支持。研究结果表明:构建的伊通河流域农业非点源污染模型达到了精度要求。研究区2010年农业非点源泥沙负荷、总氮负荷以及总磷负荷均为最高,2011年均为最低;研究区的土壤侵蚀主要是由耕地引起的,占总量的96%以上。研究区农业非点源污染损失折算成人民币约为52 845.42万元/a,年降雨量越大的年份损失越严重;总体上,伊通河流域内农业非点源污染价值损失的大小顺序为:总氮污染价值损失泥沙淤积价值损失总磷污染价值损失土地废弃价值损失。     

汾河水库流域非点源污染模拟与研究

以汾河水库流域为研究对象,采用实测数据对SWAT模型进行参数率定与验证,进而定量估算了该流域2000—2010年径流、泥沙、氮、磷负荷,以揭示流域非点源污染负荷时空分布规律,识别污染关键区。结果表明,模型对研究区具有较好的适用性;丰水年氮、磷负荷量分别为139.34、0.92 kg/hm~2,是平水年的1.2、1.5倍,是枯水年的1.3、2.0倍;氮、磷负荷量主要集中在汛期(6—10月),分别占全年的68.81%、68.53%,非点源污染的时间变化与降雨发生的规律有很高的相关性;有机氮、硝酸氮、有机磷、溶解态磷排放强度分别为0.25~10.00、1~270、0.03~1.50、0.002~0.25 kg/hm~2,非点源污染的空间变化因降水分布、地形坡度、土地利用及土壤类型等的差异性呈现较强的区域性分布。岚县、静乐县是非点源N、P污染负荷控制的关键区。     

基于GIS的尼洋河流域农业面源污染负荷分布特征

【目的】揭示尼洋河流域农业面源污染的现状特征,探明其首要污染源和关键污染区。【方法】采用输出系数模型中农村生活污水、农田化肥流失、畜禽养殖流失污染模型3个模块,基于林芝市2014年的农业统计资料,从水文、地形和行政区划3个角度,对尼洋河流域农业面源污染强度进行了估算和空间分析,并分析了COD、总磷、总氮、氨氮的污染负荷空间分布特征。【结果】4类污染物输出负荷量最大的区域为中游左控制单元;4类污染物负荷强度最大为下游左、右控制单元;畜禽养殖流失污染源是尼洋河流域首要污染源。【结论】尼洋河流域中游左岸是今后流域防治的主要对象,畜禽养殖流失污染源是主要的控制对象。     

北京市北运河流域农业非点源污染类型及贡献率分析

以北京市北运河流域为研究目标,对流域内各类非点源的污染负荷及其贡献率进行了系统的分析研究,并针对北运河流域内非点源污染的结构和空间分布特征提出了相应防治对策。结果表明:北运河流域农业非点源污染中CODcr的主要来源是生活污水,贡献率达到38%;氨氮的主要来源是种植业,贡献率达到43%;TN的主要来源是畜禽养殖,贡献率达到53%;TP的主要来源是畜禽养殖,贡献率达到74%。从污染负荷的空间分布看,流域内污染物排放量呈现出两头高中部低的空间分布特征,即下游通州区和上游昌平区非点源污染物排量明显高于其他区。     

地下水亚硝酸盐污染风险分析：以沈阳冲洪积扇农业灌区为例

为验证亚硝酸盐污染地下水的风险评价方法,针对农业非点源污染引起的地下水亚硝酸盐污染问题,以沈阳冲洪积扇区为例,进行亚硝酸盐污染地下水风险分析。采用SPSS18.0软件的因子分析法,对包气带岩性样品的X衍射结果以及相应的有机质、亚硝酸盐含量等进行因子分析,确定土壤中亚硝酸盐主要来源于氮肥。在此基础上,针对传统DRASTIC模型的不足,结合研究区实际特征提出地下水脆弱性DRSICLN模型。基于GIS软件,确定沈阳冲洪积扇区地下水亚硝酸盐污染风险的3个等级,并结合地下水中NO2-N等值线图进行对比,结果表明,DRSICLN模型适用于研究区地下水污染风险评价。     

基于TMDL计划的榆溪河流域水污染治理方案研究

针对榆溪河水质污染严重的问题,有效治理榆溪河流域污染的现状。以榆溪河流域(榆林市境内)为研究对象,采用TMDL模型,结合单因子评价指标模型、简单负荷估值模型,在此基础上引入离差和均方差法,进行水污染负荷分配,根据污染负荷分配结果提出了基于TMDL值的污染控制措施。对榆溪河流域水污染防治规划结果表明,榆溪河流域COD和氨氮污染物均主要来自于非点源污染,需大量削减分散畜禽养殖的污染排放量。更有效更具针对性地改善榆溪河水污染现状,明晰防治不足和改善重点,并提出合理建议。     

城乡结合带污染物入河特征及控制策略优化

城乡结合带是流域复杂多样污染物的主要源汇区。科学识别该类区域的污染物入河湖特征，并根据河湖水功能区划等环境保护目标要求，优化区域城乡发展规模与种养结构，对河湖保护和综合治理具有重要意义。以四湖流域中下区这一典型城乡结合带为研究对象，采用改进输出系数法与浓度法，分别计算2008-2018年各市县的非点源与点源污染物入河量，得到污染物入河时空分布规律与特征，探明洪湖市农业种养是主要贡献源区之一。通过建立区间模糊多目标规划模型，对低、高两种节水控污水平下2030年种养结构及城乡规模进行了优化。结果表明：(1)2008-2018年研究区TP、COD入河量呈增高趋势，分别增加3.86%、11.11%，而NH₃-N减少14.91%,TN减少0.4%，各类污染物入河总量最大值来源由监利市转移至洪湖市，研究区污染主控来源由城市污染逐渐转为农村污染，应加强农村面源污染的治理；(2)2030年研究区优化后节水减排效果显著，在高节水控污水平下荆州区域和潜江区域的万元GDP用水量比2018年最多下降42.2%和61.7%,TN、TP、COD、NH₃-N比2018年最...     

基于输出系数模型的西充河流域（西充县境内）面源污染综合评价

在国内外研究成果基础上,总结了长江流域等重点区域的污染物输出系数,修正估算出西充河流域西充县境内的TN、TP的污染负荷。【方法】运用输出系数区域非点源污染TN负荷为926.87 t?a-1 ,TP为89.15 t?a-1 ,其中农业人口污染、畜禽养殖污染和农田土地径流污染对非点源TN、TP贡献率较大,其中农业人口污染是TN和TP的主要污染源,且TN负荷量远大于TP负荷量。【结论】西充河流域西充县境内非点源污染要得到相应的重视,并加以治理。     

香溪河流域非点源污染负荷分析及治理措施探究

随着三峡水库的蓄水运行和流域的经济发展,三峡库区香溪河水环境呈现恶化趋势。本文选取总氮、总磷为指标,采用SWAT模型对香溪河流域的水环境现状进行了分析并对不同治理情景下污染负荷的削减情况进行了模拟,在此基础上提出了相应的治理措施建议。结果表明:(1)径流是流域N、P流失的直接载体,径流与泥沙、总氮、总磷的相关系数分别为0.87、0.98、0.89,均高于降雨。(2)香溪河污染负荷输出有较强的季节性,主要集中在丰水期,贡献率均在80%以上。(3)不同土地利用类型下污染负荷的输出差异较大,强度依次为农用地(水田)草地林地。(4)情景分析法下5种最佳管理措施显示,退耕还林和过滤带的设置都能有效削减非点源污染负荷。     

基于GIS/RS的不同土地利用类型重金属面源污染比较

针对不同土地利用类型,采样测定土壤重金属质量比背景值;基于DEM数据和遥感影像数据,结合空间信息技术（GIS/RS）,利用RUSLE模型和SCS-CN模型分别核算流域内不同土地利用类型的土壤流失量和地表径流量,在验证模型准确性的基础上,估算重金属非点源污染负荷。研究结果表明：研究区域不同土地利用类型的重金属质量比背景值差异较大,重金属Cu和Pb在工矿用地、草地和住宅用地的背景值较高,在有林地的背景值较低。综合估算随2种主要迁移途径输出的重金属面源污染负荷,重金属Cu总污染负荷量大约为651913kg/a,重金属Pb总污染负荷量大约为268004kg/a。不同土地利用类型中,随土壤侵蚀输出的重金属污染负荷,以疏林地和草地的贡献率最大,有林地和水浇地最小;随地表径流输出的重金属污染负荷,以草地和疏林地的贡献率最大,有林地和旱地最小。     

改进的输出系数模型在缺资料地区面源综合评价

【目的】解决缺资料地区面源污染精确定量评估问题,以期为缺资料地区水环境治理提供理论依据。【方法】提出了一个综合考虑降雨和地形影响的改进的输出系数模型,并通过借助ArcGIS和等标污染负荷法,选取农村生活污水、农田地表径流、畜禽养殖、城镇地表径流、城镇生活污水和工业污染6大污染源和TN、TP 2大污染物对渠县境内流域农业面源污染进行了估算。【结果】研究区主要污染为面源污染;其TN、TP输出负荷分别为503.84、53.85 t/a,且空间分布基本一致;居民生活污水为主要污染来源占总污染的49.39%;涌兴镇、三汇镇为研究区重点治理乡镇。改进后的输出系数模型验证结果显示TN、TP的相对误差分别为10.87%和13.86%,模型结果验证良好。【结论】改进后的模型适用于缺资料地区面源综合评价。     

基于HSPF模型的东江流域降水对非点源污染的影响分析

【目的】全面了解东江流域非点源污染负荷迁移特征及规律,更好地促进东江流域水环境治理和维持生态系统可持续。【方法】采用HSPF模型模拟了东江流域BOD、TN和TP非点源污染负荷的时空分布特征,分析了2007—2009年各非点源污染负荷与降水之间的关系。【结果】模型校准期和验证期间,水文过程月径流量和泥沙迁移过程年输沙量以及BOD、TN、TP污染负荷的率定误差Re均在15%以内,R2和Ens均在0.9左右;东江流域BOD、TN和TP非点源污染负荷主要集中在汛期(4—9月),分别占全年的86.7%、79.3%和85.5%,其中6月达到最高值,而枯水期(10月—翌年3月)则产生量较少,仅占全年的13.3%、20.7%和14.5%,其中1月出现最低值。【结论】HSPF模型可较好地应用于东江流域非点源污染负荷模拟;流域内的BOD、TN和TP非点源污染负荷的形成和分布受降雨影响较大,除TN外,BOD和TP污染负荷空间分布与降水的空间分布基本吻合。     

长江中下游地区农业非点源氮污染控制对策

调查发现，长江中下游地区农村非点源氮污染85．14％来自农田水稻氮肥的流失，6．37％来自土壤侵蚀。因此，控制非点源氮污染应重在预防，目标放在减少产生量这一环节。为此根据长江中下游地区农业非点源氮污染特征，提出了以提高该地区氮肥利用率为重点的农业非点源氮污染控制对策及建设。     

基于输出系数模型的赤峰农业非点源污染分析

为了给赤峰市农业结构调整和流域面源污染生态工程防治提供科学的决策依据,并填补当地非点源污染研究空白,采用输出系数模型(ECM),研究了赤峰市农业非点源污染负荷量。结果表明:赤峰市2011年农业非点源污染物TN和TP负荷量分别为21 176.9 t/a和3 024.0 t/a;不同类型的污染源对研究区TN污染负荷贡献率的高低顺序为:大牲口养殖牧草地耕地羊养殖猪养殖农村生活或林地园地,而对TP污染负荷贡献率的高低顺序为:大牲口养殖牧草地或羊养殖猪养殖耕地农村生活林地园地。元宝山区农业非点源污染物TN和TP的负荷强度最高,且TN负荷强度比TP负荷强度高很多,前者是后者的7倍左右;红山区、宁城县、松山区、敖汉旗和林西县的农业非点源污染物的TN和TP负荷强度较小;其次是喀喇沁旗,巴林左旗、翁牛特旗、阿鲁科尔沁旗、巴林右旗和克什克腾旗。牲畜养殖业是农业非点源污染物TN和TP负荷的显著影响因素;各区县的农业非点源污染物TN与TP的负荷量和负荷强度空间分布不均匀。     

洱海典型灌区小流域土地利用类型对流域产流产沙及非点源氮磷流失影响规律模拟

以洱海的洱源典型小流域为研究区,基于SWAT模型,模拟了2001-2014年不同土地利用条件下灌区产流、产沙及非点源氮磷的流失规律。结果表明,不同土地利用类型的总径流产流能力由强到弱依次为林草地、水田、旱地。不同土地利用类型产沙量、总氮、总磷排放总量及单位面积排放量均呈现出旱地水田林草地的规律。由此可知,旱地和水田的氮、磷排放是灌区农业非点源氮、磷污染的主要来源。因此,选择合理的农田管理措施,有效控制旱地、水田的氮、磷排放是防控灌区农业非点源氮、磷污染的关键。