浙江省安吉县西苕溪流域非点源污染负荷研究

为探究浙江省安吉县西苕溪流域非点源污染现状,运用污染输出系数法对非点源污染负荷进行估算,并应用地理信息系统(GIS)技术对非点源污染负荷的空间分布特征进行分析.结果表明,2007年浙江省安吉县西苕溪流域非点源污染COD、TN、TP、NH3-N输出总量分别为2 236.12t、1007.22t、78.11t、82.90t,分别占西苕溪流域污染物总量的71.91％、70.05％、83.52％、23.64％,其中农村生活污水、农林用地和村镇工业废水是COD的主要污染源,农林用地是TN的主要污染源,农村生活垃圾、畜禽养殖和农林用地是TP的主要污染源,畜禽养殖和村镇工业废水是NH3-N的主要污染源.在空间尺度上,非点源污染负荷主要集中在西苕溪流域中下游地区,COD、TP、NH3-N输出量从上游至下游逐渐增加,但TN输出量相近.     

抚仙湖水体N P变化及其非点源污染特征

通过调查抚仙湖1981-2005年水体N、P变化,以及监测该流域33条主要入湖河道水体N、P的输人情况,从而揭示抚仙湖水体N、P变化规律及该流域非点源污染主要特征.结果表明,近20多年来,抚仙湖水体N素水平增长迅速而P素水平稳定,2001-2005年表层水体TN:TP平均值达到33.06,P素成为抚仙湖水体藻类生长的主要限制因子之一.2005年,抚仙湖33条主要人湖河道TN和TP输入量分别为528.3 t和70.7 t,抚仙湖北部澄江县已成为非点源污染源最为严重区域,化肥的过量施用和畜禽养殖规模的过快发展已成为该流域非点源污染的主要原因.     

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.     

长兴县北部地区的土地利用与水质响应研究

以长兴县北部地区为例,以氨氮作为污染评价指标,分别利用改进后的输出系数法和研究区社会污染普查资料合理估算了研究区全流域和各乡镇的非点源污染量及点源污染排放量。通过对比污染输出总量和国家地表水环境质量标准发现,研究区全流域整体达到二级水质标准,但夹浦镇水质严重超标,且主要贡献来自于点源污染,其余乡镇水质良好。进一步分析发现,长兴县北部地区不同的土地利用组合类型和比例对非点源污染输出有着重要影响,总体规律是耕地对非点源污染输出贡献比例最大,其次是居民地和裸地,并且随着林地比例的增加和耕地、居民地的减少,污染逐渐降低。     

石头口门水库双阳河流域农业非点源污染发生潜力评价

以资料收集、实地调查结合GIS技术为主要手段,采用农业非点源污染发生潜力(APPI)模型,对石头口门水库双阳河流域9个行政区的农业非点源污染发生潜力进行预测和评价,并通过对该流域的农业非点源污染负荷量的估箅进行验证.结果表明,流域9个行政区中农业非点源污染发生潜力最大的是平湖区,齐家和太平次之,结果与污染负荷量的估算结果基本一致.流域内化肥氮磷排放量为9512t·a-1,畜禽氮磷排放量为30 731t·a-1,居民氮磷排放量为1 645t·a-1,可见畜禽氮磷排放造成的非点源污染最为严重,占整个非点源污染负荷的73%,需作为优先控制的对象引起足够的重视.     

第二松花江流域非点源污染输出负荷研究

根据第二松花江流域水文具有明显季节变化和非点源污染主要发生在汛期,点源排放鼍年内相对稳定的特点,利用第二松花江流域出口控制水文站和水质控制断面监测数据,分别计算了第二松花江流域COD和NH厂N的非点源输出负荷.结果表明.流域多年平均输出的非点源COD负荷为99930t·a-1,点源COD负荷为174 743 t·a-1,分别占流域总输出COD负衙的36%和64%,点源COD污染仍是第二松花江流域的主要污染源;非点源NH-4LN输出负荷为9888 t·a-1,占总NH3-N负荷的44%,并呈增长趋势;非点源污染输出负荷有明显的时空分布特征,并与流量呈显著正相关.夏汛期非点源COD输出负荷(y)与同期流量(x)有y=44849+161·682x.因此可利用气象、水文动态预报数据进行流域非点源污染输出负荷的预报,为非点源污染预防和控制提供科学基础.建议在继续加大流域内工业废水和生活污水处理力度的基础上,对非点源污染防治也要进行更多关注.     

滦河流域承德市非点源污染遥感模型评估分析

本研究采用遥感分布式非点源污染评估模型（DPeRS）,对滦河流域承德市非点源污染负荷的空间分布特征和污染来源进行遥感像元尺度评估分析,进一步识别非点源污染优控单元,并探讨分析了非点源污染贡献率及影响因子。结果表明:污染量上,2019年滦河流域承德市总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（NH₄⁺-N）和化学需氧量（COD_Cr）非点源污染排放负荷分别为0.12、0.014、0.06 t·km^-2和0.05 t·km^-2,入河量分别为119.6、7.8、70.3 t和49.8 t;污染类型上,滦河流域承德市氮型（TN和NH₄⁺-N）非点源污染的主要来源是农田径流,TP主要是来自农田径流和水土流失,COD_Cr主要污染来源是畜禽养殖;空间分布上,滦河流域承德市非点源污染高负荷区主要分布在流域的中部和南部地区,TN和NH₄⁺-N的非点源污染优控单元面积占比均达到65%以上,而TP为整个区域需防控的非点源污染指标。降水量与氮磷非点源污染入河负荷相关性较好,丰水期TN和TP非点源污染对河流中氮磷污染的贡献率分别为33%和50%;控制单元内耕地和林地面积占比与水土流失型氮磷非点源污染排放负荷的决定系数均超过0.5。因此,重点应从源头上防范丰水期非点源污染排放,建议进一步加强水土保持工作,以减少林草天然源水土流失引发的非点源污染排放,同时也应加强农田养分管理以减少养分流失。     

基于ＳＷＡＴ模型的图们江流域氮磷营养物非点源污染研究

运用数学模型模拟非点源污染物的空间分布及其输移转化机制,是当前农业非点源污染研究中的重要手段和途径之一.流域尺度长时段分布式水文模型SWAT(soil and water assessment tool)应用于我国南方许多流域的非点源污染模拟上都取得了较好的结果.利用SWAT模型建立了东北图们江流域非点源污染数据库,对该流域(中国一侧)划分为5个小流域46个水文单元,分别进行了水文模拟、降雨径流和土壤侵蚀量计算.结果表明,图们江流域农业非点源污染主要的发生区在流域中部,海兰河和布尔哈通河交界的区域内.该区内有机氮和有机磷的非点源污染负荷明显高于其他地区,推测认为该区域为延边州首府延吉市所在地,城市建设和经济发展带来了繁荣,也造成了局部地区的植被破坏、土地裸露,水保能力下降,因此水土流失现象比较严重.另外,通过分析流域内有机氮和有机磷的时空变化特征发现,2007年延吉、龙井地区为氮磷营养物非点源污染最大发生区(有机氮9.76t·a-1,有机磷1.24t·a-1),而2008年除延吉、龙井地区外,珲春地区有机氮和有机磷非点源污染均有加重的趋势(分别由1.39t·a-1上升到3.82t·a-1,0.17t·a-1上升到0.48t·a-1);氮磷营养物的空间分布特征表明,2007年与2008年除了延吉、龙井一带为最大发生区外,珲春地区有机氮流失有所加重(从1.39 t·a-1上升到3.81 t·a-1),有机磷流失也有所加重(0.17 t·a-1上升到0.48 t·a-1),而安图等地区则有所减轻.     

基于SWAT模型的植草河道对非点源污染控制效果的模拟研究

以三峡库区香溪河流域为研究区,基于SWAT模型,通过收集整理香溪河流域2011年DEM、土壤、土地利用数据和1970—2011年的气象数据,在模型得到满意的率定和验证的基础上,模拟分析了流域内农业非点源污染的空间分布特征,评价了植草河道措施对于农业非点源污染的削减效果。模拟结果表明,SWAT模型能够较好地模拟研究区非点源污染,研究区TN和TP污染负荷集中分布在南阳水系,以及古夫、高岚水系的下游区域。全流域TN和TP污染总负荷分别高达1388t和239t。实施植草河道措施之后,TN和TP污染负荷分别降到1120t和157t,共削减了16.7%的TN负荷和34%的TP负荷。因此,从控制效果来看,植草河道能够很好地控制三峡库区香溪河流域的农业非点源污染,尤其是对TP污染控制效果更加明显。     

基于实测资料的输出系数分析与陕西沣河流域非点源负荷来源探讨

根据2001—2009年秦渡镇水文监测断面的监测数据,应用平均浓度法计算NH+4-N、TP和COD的非点源污染负荷量,并与改进的输出系数法估算结果进行对比分析,确定适合该流域的输出系数。将考虑流域输移损失的输出系数得到的非点源污染负荷与基于实测资料的平均浓度法计算结果进行对比可知,相对误差较小,表明各类营养源的输出系数值与流域损失系数值适合沣河流域。应用考虑流域输移损失的输出系数法的负荷计算结果分析了流域内污染物的来源,结果表明：近十年来,耕地和农业人口的贡献最大,其中耕地对沣河流域TN、NH+4-N和TP非点源负荷的贡献率分别占到37.87%、37.74%、15.56%,且呈现上升趋势;农业人口对TN、NH+4-N、TP和COD非点源负荷的贡献率分别是40.73%、41.06%、61.19%、21.98%,且呈现上升趋势;牲畜（包括牛、驴、猪、羊等）对COD非点源负荷的年均贡献率为73.49%。由此可见,控制耕地、农业人口以及大牲畜所产生的污染负荷可以有效削减非点源污染。     

SWAT模型灵敏度分析模块在黄土高原典型流域的应用

SWAT模型是基于水文过程的、具有很强物理机制的流域分布式水文模型.SWAT2003以SWAT2000为基础,增加了灵敏度分析、自动校准和不确定分析3个全新模块.该文主要介绍SWAT2003模型灵敏度分析模块的原理,并在罗玉沟流域应用与验证.通过灵敏度分析,辨析出影响该流域产流产沙模拟结果精度的主要参数因子:径流曲线数(CN2)和土壤可利用水量(SOL-AWC)对罗玉沟流域模拟产流产沙值的影响最为显著,且对产沙值的影响大于对径流值的影响;而基流α系数(ALPHA-BF)、土壤蒸发补偿系数(ESCO)、坡度因子(SLOPE)和坡长因子(SLSUBBSN)对模拟产沙值的影响也十分显著,但对径流值的影响并不明显.依据上述结论调整参数值,采用连续15年的实测月流量数据对模型进行了校准和验证,结果表明,模型对月流量模拟的相对误差在模型校准期和验证期均小于15%,相关系数R2和Nash-Suttcliffe系数Ens均高于0.8,SWAT2003模型对罗玉沟流域产流的模拟结果良好.因此,灵敏度分析模块的应用极大地提高了模型在黄土丘陵沟壑区的可用性,具有一定的推广意义.     

水文响应单元划分对SWAT模型总氮模拟效果的影响

为分析水文响应单元(HRU)划定要素的阈值选取对SWAT模型模拟的影响,以东苕溪上游区域为研究对象,对土地利用、土壤类型和坡度三要素设置5%～30%阈值范围,以5%为梯度形成18种方案,以纳什系数(NSE)和均方根差与标准偏差的比值(RSR)为主要评判指标,探究三要素划分阈值对SWAT模型总氮负荷模拟效果的影响。研究结果显示:较为粗放的坡度分级有利于缩小总氮模拟值与实测值的偏差,而土地利用和土壤类型在阈值较小的情况下,总氮模拟的效果较好;各种方案对总氮模拟的结果表明土地利用阈值变化对其影响最大,而耕地面积占比是主要的影响因素,土壤类型阈值的影响相对较小。综合18种方案的总氮模拟结果,土地利用阈值5%、土壤类型阈值5%、坡度分级阈值20%是相对最合适的HRU划分方案。     

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。     

流域尺度重金属行为模拟及其对不同气象因子的响应特征研究

模拟重金属的流域尺度行为有利于更好地理解重金属对生态系统和人类的潜在不利影响,而探究重金属在不同气象情景下的迁移转化规律有利于流域环境风险分析和环境管理。本研究采用流域重金属迁移转化模型SWAT-HM,该模型考虑了重金属化学反应如吸附和老化反应;陆面重金属迁移过程包括通过水分渗流和蒸发引起的垂向下降上升运动以及通过土壤侵蚀和地表/地下径流的水平迁移;水体中重金属迁移过程包括沉降、再悬浮、扩散和掩埋等过程。本研究选取湖南浏阳河上游流域为研究区,该流域几十年来一直受到采矿活动的影响,重金属污染严重。结果表明,SWAT-HM模型对于流域内重金属锌(Zn)和镉(Cd)的动态模拟结果与监测结果符合较好,94.5%的Zn和94.2%的Cd的模拟浓度与实测浓度在同一数量级内。流域内Zn和Cd的高污染区主要集中在宝山河,当宝山河与大溪河汇合后,由于稀释作用和水沙交互作用,溶解相Zn和Cd浓度显著降低至地表水环境质量Ⅲ类水标准(GB 3838—2002)以下。2009—2014年流域出口Zn和Cd总输出通量的多年均值分别为90.8 t和1.1 t,溶解相重金属和吸附相重金属输出量的大幅提升几乎全部出现在强降水后,吸附相重金属输出量主要由几次暴雨过程贡献。本研究通过气象因子分析方法评价重金属输出量对于降雨和气温变化的敏感性,结果显示溶解相重金属和吸附相重金属输出量对于降雨变化比温度变化敏感,且吸附相重金属对于降雨变化的响应比溶解相重金属强烈。探究不同气象情景下重金属迁移转化响应特征对于环境风险分析和污染控制具有一定意义。     

袁水上游小流域非点源污染研究——实验设计与数据初步分析

选择江西赣江上游袁水小流域作为实验区域，并对实验结果进行了统计分析与模型模拟计算。结果表明，不同土地利用类型产生的污染物负荷存在着较大的差异，非溶解性污染物负荷与地面覆盖情况密切相关，而部分溶解性污染物与土壤背景值密切相关。SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型的模拟结果基本上体现了实验区域的非点源污染状况，在模型的帮助下，可以将基于实验区域的研究成果推广到全流域。     

基于ArcGIS环境下DEM流域特征提取及应用

该文详细介绍了ArcGIS9.2中的水文分析工具箱的使用方法,包括从原始DEM数据提取河网的步骤、应注意的问题等。研究区域选取位于北京山区的红门川小流域,采用1∶10000的比例尺、10m分辨率的DEM作为基本的地形数据,应用ESRI公司开发的ArcGIS9.2地理信息系统软件进行流域水文信息特征的提取;并利用SWAT模型运行水文响应单元(HRUs)的生成,共生成了25个子流域和92个HRUs。经分析,得到的研究区域河网特征以及研究区其他常用的流域特征信息,与实际河流水系特征基本吻合,因此应用DEM划分的流域结果是合理的。     

AnnAGNPS和SWAT模型对非点源污染的适用性研究——以中国科学院盐亭紫色土生态试验站为例

为了选取适合于紫色土流域的机理模型。同时为控制紫色土丘陵区的农业非点源污染。以及为三峡库区内非点源污染物输出与控制提供科学依据，本文将2种机理参数模型AnnAGNPS与SWAT运用到不同土地利用方式下的紫色土小流域，对地表径流和非点源污染物的输出模拟进行研究。通过适用性研究发现：2种模型对紫色土流域的径流量模拟效果最为理想，平均误差为-7.5％和2.9％；而模型对流域的泥沙模拟效果均不理想，误差较大；对于养分迁移的模拟，AnnAGNPS模型的模拟效果要好于SWAT模型。平均误差控制在10％左右。因此，AnnAGNPS模型更适合在紫色土典型流域进行模拟运用，可获得可信度较高的模拟结果。     

基于单因子水质标识指数法的赋石水库流域河流高锰酸钾指数（CODmn）分析

采用单因子水质标识指数法,以高锰酸钾指数（CODMn）为评价指标,对2009年7月～2011年6月浙江省安吉县赋石水库流域河流水质进行评价。结果表明,2009年7月～2010年6月该流域河流水体主要为I类和Ⅱ类水;2010年7月～2011年6月主要为V类水。按照达到前3类水的比例,干流（西溪）水质好于支流,西溪支流水质好于赋石水库支流。该流域有机污染物主要来自于农业非点源污染和生活生产资料废弃物,2010年7月以后该流域由于面源污染导致水质出现恶化,需要加强对面源污染的管控。     

基于SWAT模型的北京密云水库沿湖区氮磷流失风险分区

识别流域氮磷流失风险区是高效控制农业非点源污染的重要前提。本研究基于校正和验证后的SWAT模型,在模拟区域氮磷流失负荷的基础上,参考水质控制标准,对密云水库上游沿湖区氮磷流失风险区进行划分。结果表明:密云水库沿湖区地表饮用水质磷指标良好,总磷流失风险处于优质饮用水区和一般饮用水区2个风险水平,均达到地表饮用水标准。但总氮流失需要加强重视,总氮的一般饮用水区为地表饮用水标准的Ⅲ级,占总面积的50.42%;风险饮用水区为地表饮用水标准的IV和V级,占总面积的49.58%,未达到饮用水标准。总氮风险区主要分布在石城乡、高岭镇和北庄乡,与潮河段、小汤河段、/牛河下游一起,应加强对区域氮素流失的治理。     

基于GIS与SWAT的洱海流域农业非点源污染模拟研究

农业非点源污染是造成我国流域污染的主要原因之一,而数学模型是研究流域污染、水质分析与预测的主要技术手段。在综合分析目前非点源污染模型的优缺点后,选取当前较为先进和完善的分布式水文模型——SWAT模型,借助GIS、RS技术,开展洱海流域农业非点源污染模拟研究,了解洱海流域农业非点源污染状况,为洱海流域的综合治理和规划提供合理的参考和依据。