概率配点法在流域非点源污染不确定性分析中的应用

农业非点源污染的形势十分严峻,流域水环境模型虽能为非点源污染管理提供决策支撑,但显著的不确定性制约着模型的应用效果.系统的不确定性分析十分重要,而传统的基于Monte Cado模拟的小确定性分析方法存在着计算成本高昂的缺点.因此,尝试将概率配点法(Probabilistic Collocation Method)应用于流域非点源污染的小确定性分析.研究以美国Newport Bay流域的二嗪磷农药非点源污染为案例,利用WARMF模型进行污染模拟.结果表明,在许多情况下,概率配点法可以通过很小的计算成本获得与传统Monte Carlo模拟方法相近的不确定性分析结果,体现出该方法在非点源污染研究中应用的优势.此外,还揭示了管理因素对于非点源污染模拟及其不确定性分析的影响作用.     

基于阶段输出系数模型的农业非点源污染负荷估算与评价——以四川省为例

传统的农业非点源污染负荷输出系数模型无法实现农业非点源污染阶段负荷估算。本研究综合考虑农业用地、畜禽养殖和农村生活,从产生、流失、入河3阶段分别建立了农业非点源污染负荷估算模型,并以四川省为例,估算了2012年农业非点源TN（总氮）、TP（总磷）3个阶段的污染负荷量,分析了其主要来源及污染区域。结果显示,产生阶段中农业用地是主要污染源,遂宁、巴中、雅安和德阳产生负荷强度较高。流失和入河阶段中畜禽养殖成为主要污染源,阿坝流失负荷强度最大,遂宁水质受农业非点源污染影响最严重。研究表明,阶段输出系数模型能简便可靠地实现农业非点源污染阶段负荷估算。该研究可为农业非点源污染的源头控制、迁移过程控制和受纳水体修复提供支撑。     

基于SWAT的汾河运城段非点源污染模拟与研究

【目的】对汾河运城段非点源污染进行模拟与分析,为该流域非点源污染控制提供依据。【方法】构建汾河运城段的非点源污染SWAT(Soil and water assessment tool)模型,根据河津水文站2005-2010年的实测逐月径流、泥沙和水质数据对模型进行率定和验证,并利用率定好的模型对研究区域的非点源污染进行模拟研究与分析。【结果】建立了包括土壤侵蚀、水文过程和污染负荷子模型的汾河运城段非点源污染模型,该模型对研究区域的适应性较好,可用于流域非点源污染的模拟研究;对非点源污染负荷时间分布规律的分析表明,研究区域各水文年的非点源污染负荷为丰水年平水年枯水年,而且发生在汛期(7-10月)的TN、TP流失量分别在60%和70%以上;对非点源污染空间分布特征的分析发现,研究区域内污染的关键区域主要为万荣与新绛县部分子流域,该部分区域降雨量、土壤侵蚀性均较大,并且坡度也相较其他区域大,因而产沙量相对较大,再加上农业活动的影响最终导致非点源污染相对较大,由此可见控制非点源负荷产出的关键在于减少流域的水土流失;对研究区域内TN、TP各类污染源贡献率进行分析可知,研究区域的非点源TN、TP负荷中分别有46.3%和53.5%为土壤养分流失所产生。【结论】汾河运城段非点源污染的控制重点在汛期(7-10月),采取相应措施减少水土流失、降低土壤养分流失、减少农业用肥量可以有效地控制研究区域的非点源污染。     

农业非点源污染研究进展

针对点源污染虽已得到有效治理,但农业非点源污染已成为全球突出的环境问题的现状,在分析国内外农业非点源污染的严峻形势的基础上,着重从当前农业非点源污染研究中的农业非点源污染定量模型研究、农业非点源污染的农户经营行为研究、农业非点源污染的环境经济学研究和农业非点源污染的控制与管理战略研究4个方面进行了阐述,并指出当前我国控制农业非点源污染所面临的困境,最后对未来我国农业非点源污染的研究发展前景进行了展望。     

非点源污染模型研究进展

水域环境中非点源污染日益严重,其管理和控制越来越受到人们的重视.非点源污染模型作为描述和评价非点源污染的有效工具,是目前研究的热点.本文概述了非点源污染模型的发展过程,介绍了EPIC、SWAT、HSPF、AGNPS、DWSM等常见模型及其应用,并探讨了目前非点源污染模型研究中存在的问题及未来的发展方向.     

基于GIS的鄱阳湖地区农业非点源污染现状分析及控制对策

以鄱阳湖生态经济建设为契机,开展对鄱阳湖地区农业非点源污染问题的研究。利用GIS技术,对鄱阳湖地区进行土地分类调查,确定农业化肥、农药流失为鄱阳湖地区的主要农业非点源污染源。通过对农业化肥、农药的施用量和施用强度的调查并进行变化趋势分析,计算出二者各自污染物排放量,探讨其对鄱阳湖地区水生态环境的影响,并结合鄱阳湖地区农业生产的实际,提出相应的非点源污染控制的技术措施——最佳管理措施,可为鄱阳湖的综合开发和治理提供科学依据和参考。     

上海化肥农药非点源污染现状及治理途径探索

根据化肥、农药污染方面的研究报道和调查资料以及有关统计数据，对上海化肥农药非点源污染所作的分析表明，“九五”期间，上海的化肥农药污染特征为，以化肥氮流失污染和杀虫剂有机物流失污染为主；同时，化肥农药品种的结构性缺陷、化肥农药使用技术创新能力偏弱、污染治理存在的技术性障碍，是本市化肥农药污染加剧的主要原因。鉴此，提出以化肥农药品种结构性改造与升级；构建减氮减药技术保障平台和制定发展生态农业鼓励政策作为上海治理化肥农药非点源污染的主要途径。     

基于SWAT模型的三峡库区大流域不同土地利用情景对非点源污染的影响研究

非点源污染对三峡库区流域的水环境污染起到主导作用。本文将SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型应用于库区大尺度流域的污染模拟研究中,以2005年土地利用现状为基准设定了6种土地利用情景,定量分析了不同土地利用措施对非点源污染的控制效果。首先采用三峡库区流域2002—2008年的水文、水质实测数据对建立的SWAT模型进行率定与验证,径流、泥沙、营养盐的评价指标ENS均达到令人满意的效果,表明SWAT模型应用于三峡库区流域是可行的。不同土地利用情景的非点源影响模拟结果表明,通过退耕还林措施将25°、15°、6°以上的耕地转化为林地可达到较好的非点源污染消减效果,考虑库区地处贫困山区,25°以上耕地退耕还林更为经济、可行;相同区域的草地转化为林地所产生的非点源污染要远远小于转化为耕地而产生的污染物,因此应严格控制自然植被退化为耕地的现象发生,否则会严重加剧库区污染状况;库区扩大林地范围的方案要有计划性、针对性,可在减少坡耕地的基础上进行,该措施能最大限度地减少库区非点源污染。本研究所得结论为政府科学合理的制定三峡库区流域非点源污染控制方案提供了重要科技支撑。     

中国农业非点源污染源及其产生根源解析

农业非点源污染是我国面临的严峻环境问题,呈恶化的趋势,严重影响到国民经济和社会的可持续发展.在分析国内外农业非点源污染的形势基础上,从水土流失、农资投入污染、禽畜粪尿污染、生活污染、农作物秸秆污染等方面对农业非点源污染源进行了系统解析,并从社会、经济和制度方面探讨污染产生的根源,总结了农业非点源污染防控的政策措施和工程技术措施.     

SWAT模型发展与应用研究进展

SWAT模型是国际上被广泛应用和认可的分布式流域环境模型之一。对SWAT模型及其发展和应用进行了分析,综述了模型在水文过程模拟和分析、非点源污染、环境变化下的水文响应、最佳管理措施对流域的长期影响、作物产量以及与其他模型联用等方面的最新应用进展,并探讨了模型存在的问题及我国应用SWAT模型的发展方向。     

嘉陵江流域非点源溶解态氮污染负荷模拟研究

嘉陵江流域是三峡水库最大的支流,为研究嘉陵江流域非点源溶解态氮污染负荷的年际变化规律及其来源的空间分布情况,以流域土地利用类型为研究单元,通过引入具有物理机制的半分布式水文模型--_SLURP水文模型,并推导溶解态氮的流域输移损失系数,建立了流域非点源溶解态氮污染年负荷模型.借助GIS技术,应用所建模型,对嘉陵江流域各土地利用类型上的年地表径流量和溶解态氮污染负荷进行了模拟.模拟结果表明,以旱地和水田为主的涪江流域的溶解态氮流失情况最为严重,其次是渠江下游流域和西汉水流域,1990-2005年嘉陵江流域各土地利用类型上产生的非点源溶解态氮年均负荷为35 726 t·a-1,约占流域出口总氮负倚的32%.     

滇池流域非点源污染文档型时空数据模型的研究与应用

针对滇池流域非点源污染应急响应、模拟及数据挖掘过程中,现有的基于关系数据库建立的时空数据模型进行了分析并指出其不足,提出了基于Mongo DB及面向对象时空数据模型改进的文档型时空数据模型,以有效组织、存储与管理非点源数据;最后设计了滇池流域非点源污染时空数据管理系统,实现不同来源、格式数据的导入导出、编辑、索引及高级运算功能。试验证明,系统在存储、管理和维护海量时空数据等方面得到了提升,能为滇池流域非点源污染时空过程数据的模拟以及大数据挖掘提供统一的访问接口和数据支撑。     

AnnAGNPS模型研究及应用进展

【目的】AnnAGNPS(Annualized Agricultural Non-Point Source Pollution Model)模型是由美国农业部开发的用于模拟评估流域地表径流、泥沙侵蚀和氮磷营养盐流失的连续型分布式参数模型。文章对AnnAGNPS的国内外研究应用进行了全面综述,以期为模型在我国的深入研究和应用提供参考。【方法】从AnnAGNPS模型的机理、结构、国内外应用现状及我国应用中存在的问题等方面作了综合性总结。【结果】模型应用情况表明,模型对径流和非点源污染的模拟基本在可接受精度范围内,对于地表径流的模拟能力要强于泥沙和氮磷营养盐,对总磷输出的模拟表现出了较大的不确定性;年、月时间尺度模拟精度高于单场降雨的模拟精度;单场降雨雨量越大,模拟效果越好;大尺度区域模拟精度低于小尺度区域;对洪峰流量估计过高。【结论】我国目前对模型的适应性和重要参数的敏感性分析方面研究较多,受相关数据获取困难等因素的影响,AnnAGNPS模型的应用缺乏系统性和连续性。对模型的修正或改进,以及非点源管理措施效果的模拟评价等方面的研究有待加强。     

应用AnnAGNPS模型模拟柴河上游农业非点源污染

运用AnnAGNPS模型(Annualized Agricultural Non-Point Source Model)对柴河上游小流域农业非点源污染负荷进行模拟估算,并通过实地监测对模型模拟结果进行适用性检验。结果表明,该模型能够模拟流域上下游水质污染负荷总量及浓度变化,适合在该流域使用。运行结果显示模型模拟对总氮效果较好,对总磷的模拟结果较差。同时模型能够较好地模拟该地区8月份农业非点源污染负荷浓度及负荷总量均达到最大值的特点,与实测值相符,但对该地区春季农业非点源污染负荷突然增高的特点在模拟值中没有得以体现。年际变化的模拟结果表明该地区农业非点源污染负荷与当地降雨量有关,这说明气象因素在模型运行过程中起着至关重要的作用。同时也发现模型自带的气象发生器不适合在该地区使用。     

农业非点源污染与防控研究进展

随着点源污染的逐步有效整治及化肥农药的大量施用,农业非点源污染已经成为河湖、水库等水体污染的主要来源。本文在分析农业非点源污染成因的基础上,归纳了当前农业非点源污染的常用模型及与GIS的结合应用技术,并从不同角度提出了切实有效的农业非点源污染防控措施;基于当前研究进展,提出"3S"技术、以基因工程为主导的生物技术以及将科学技术与BMPs相结合等将是未来农业非点源污染研究的重点。     

小流域非点源污染模拟与仿真研究——以HSPF模型在西丽水库流域应用为例

流域范围非点源污染的环境影响评价是流域水环境管理的基础，模拟仿真研究可为削减非点源污染负荷提供必要的政策依据。在简要介绍了HSPF模型的基本结构的基础上，应用HSPF模型模拟了2000年、2004年7月至2005年6月深圳西丽水库流域水量和水质的连续动态变化。采用ArcGIS软件进行流域划分，通过野外监测完成数据采集，根据河流出口断面流量和污染物浓度校准与验证模型，最终输出流入水库的SS、TN和TP的总负荷量与非点源负荷量，并通过判决系数、Nash-Sutcliffe系数等考察模拟值与实测值的吻合程度。研究结果表明，非点源污染是造成水库水质污染的主要原因，果树施肥是水库N、P污染的主要来源，减少化肥使用量可以使非点源污染负荷明显降低。     

基于SWAT模型的流域非点源污染模拟——以密云水库北部流域为例

本文利用SWAT(Soil and Water Assessment Tools)模型,在GIS技术和流域数字高程模型的支持下,对北京密云水库北部区域进行了流域非点源污染模拟研究,建立了一套适用于SWAT模型的研究区非点源污染基础信息库;根据2000-2002年的气象、水文、水质等监测数据,对研究区非点源污染负荷的时空变化进行模拟.结果表明,在空间尺度上,白河流域产流(占总流域的47.75%)、产沙(占总流域的53.65%)最大,但潮河水系含沙量(占总流域的62.55%)最大;单位面积氮磷流失量最高区域在潮河水系的东部丘陵区安达木河控制流域,其次为西部山地区的白河水系控制流域, 流失量最低的区域出现在潮河水系中部冲积扇区主河道控制流域.在时间尺度上,8月份流量最大,占雨季总流量的51.48%;而硝态氮和矿物质磷在9月份输出最大, 分别占雨季总输出83.64%和50.55%.不同土地利用类型非点源污染流失负荷不同,不同土地利用类型非点源污染流失负荷不同,耕地负荷贡献最大,其次是农村居民点,林地的污染负荷贡献最小.     

非点源污染计算与控制研究进展

非点源污染作为引起水质恶化的主要原因之一 ,已越来越受到人们的重视。笔者在阐述非点源污染概念的基础上 ,介绍了非点源污染的计算方法。重点介绍了国内外农业环境非点源污染模型方法的发展 ;并介绍了当前非点源污染管理与控制方面研究进展。     

水环境非点源污染的不确定性及分析方法

本文回顾了水环境非点源污染研究,特别是模型模拟工作的发展状况.对水环境非点源污染中不确定性的来源和分析方法进行了介绍.针对非点源污染模型模拟中的不确定性问题,总结了Morris敏感性筛选法、蒙特卡罗模拟、拉丁超立方抽样法、响应曲面法等定量数学方法,并分析其应用范围和优缺点.阐述了不确定性分析在非点源污染管理中的应用,以及目前的难点和进一步的研究方向.     

云南省水环境的非点源污染及其控制

 随着经济的发展和对自然资源的开发,水环境的非点源污染问题日益严重。从云南省的基本情况出发,分析了水环境非点源污染类型,主要是土壤侵蚀、化肥农药施用、矿区开采、生活污水及生活垃圾污染等,控制污染源是减少非点源污染的主要途径。