基于HSPF模型的东江流域氮磷污染研究

东江流域是广东、香港的水资源供应地,确定其氮、磷等污染物的确切来源以及其时空分布特征,是有效地达成东江流域污染控制目标和保持水质的关键所在。开发了一个基于HSPF的分布式模型来研究东江流域点源及非点源氮、磷污染。HSPF模型在12个水文站上的校准达到了良好标准。校准后的模型用来分析了东江水量和水质在时间和空间上的变化。分析结果表明东江干流上游龙川站氨氮浓度最低,河源站最高,但总氮浓度上下游变化不大;总磷浓度和氨氮呈现相似的趋势,从河源到岭下再到博罗浓度递次降低。增江河、公庄河、新丰江水库和西枝江四条支流对东江的负荷总贡献为71.9%的氨氮,61.6%的总氮和73.8%的总磷。因此东江负荷控制的重点应该放在这几条支流。     

基于SWAT模型的复新河流域非点源污染研究

【目的】研究复新河流域氮磷营养物流失及入河负荷与用地类型的关系。【方法】利用1996—2009年河道径流、水质资料,率定和验证SWAT模型在复新河流域应用的适用性,研究了用地类型变化对流域氮、磷流失和入河负荷的影响。【结果】(1)复新河流域TN单位流失量是水浇地旱地养殖场,范围在13.8~15.1 kg/(hm2·a);TP单位流失量是城市水浇地旱地,范围在0.32~0.51 kg/(hm2·a);(2)养殖场的面积仅为水浇地的1/33,对流域TN、TP流失的贡献率却与水浇地相当;(3)复新河流域TN、TP的入河系数为3%和19%,天然林的存在可使氮、磷入河系数减少16.9%和0.59%,与旱地和水浇地的氮、磷入河系数相比,减少有限。【结论】单纯从景观格局控制流域非点源污染的效果是有限的,严格的氮、磷输入控制才是改善流域水环境的关键。     

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。     

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。     

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。     

农业非点源污染及模型研究进展

从农业非点源污染的机理、模型及管理与控制三个方面对农业非点源污染的研究现状进行了回顾与总结,指出了目前研究中存在的问题,并展望了今后的研究方向,认为模型模拟的尺度、数据的兼容性、模型的不确定性以及与3S技术的结合是未来非点源污染模型发展的方向。     

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S...     

近期气候变化对东江流域水资源的影响研究

利用东江流域主要气象及水文站点1956-2000年气温、降雨及天然径流量时间序列,采用Mann-Kendall秩次相关法检验了流域各季节及年均气温、降雨等气候要素及天然径流量的变化趋势,分析了流域气候变化特征.并利用相关分析法分析了流域气温和降水与径流的相关性,对未来50年该流域径流量的变化趋势进行了预测.结果表明:流域年均气温总体呈显著增加趋势,而年均降雨量和径流总量变化趋势不显著;全流域降雨与径流为正相关,相关系数为0.928,气温与径流为负相关,相关系数为-0.017,说明降雨与径流的关系更为密切,其在流域径流量的变化中起着主要作用.此外,剧烈的人类活动也使得这些相关性更为复杂.     

北运河流域非点源氮磷污染模拟分析及灌溉模式优化

为了减轻北运河流域农田灌溉引起的非点源污染,探索良性农田管理模式,选取北运河流域武清区为研究对象,采用改进的SWAT模型模拟不同灌溉方案下武清区地表径流非点源氮磷污染。结果表明：同一灌溉定额下,随着污灌次数的增加,流域水体内氮磷负荷总量呈先降后升的趋势;在所制定的灌溉情景中,冬小麦越冬、拔节期和夏玉米抽雄期进行污灌,其...     

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。     

基于SWAT模型的清江长阳段非点源污染及其控制方案研究

非点源污染在清江流域长阳段的水环境污染中起到主导作用。将SWAT模型应用于清江流域长阳段的污染模拟研究中,利用清江长阳段2011-2013年的实测数据对建立的SWAT模型进行率定和验证,径流、氨氮、总氮的模拟精度均较高(R20.6、Ens0.5),表明SWAT模型能够反映清江长阳段的水体污染情况。模拟结果表明,污染负荷时间上分布与径流量呈现较强的相关性(相关系数达到0.9以上),空间上呈现上游向下游递减的趋势。此外,通过率定后的SWAT模型评价了设置过滤带、削减化肥施用量和取缔网箱养殖等污染控制措施对长阳段隔河岩库区污染物净增量的影响,结果表明:单独的污染控制措施中,设置过滤带效果最好,削减化肥用量效果不明显;在不同的组合污染控制措施下,选用10m过滤带的组合措施(Q8)截污效果最好,但2m过滤带的组合措施(Q6)最为经济。     

考虑水库影响的长江上游流域降水时空变化分析

研究全球气候变化和大型水库建设运行对长江流域内原有降水特征变化的影响。收集1961-2006年长江上游流域的降水资料加以整理,采用线性回归法、SPSS检验、M-K检验法等方法对长江上游流域降水的年际变化、突变分析、空间分布特征进行分析,并采用GIS软件绘制研究区降水量的空间等值线分布图。结果表明:金沙江流域和雅砻江流域平均降水呈不同幅度的上升趋势,岷江流域、嘉陵江流域、乌江流域及长江上游干流流域平均降水均呈不同幅度的下降趋势;流域降水突变时间分布比较分散;长江上游流域多年平均降水从西北至东南逐渐增加,以金沙江流域的伍道梁站及雅砻江流域的理塘站为中心,整个流域年均降水变化趋势向外逐渐减少,以岷江流域的乐山站为中心,整个流域年均降水变化趋势向外逐渐增加。     

地下水非点源污染数值模拟及其不确定性分析

利用集总参数地下水模型对虚拟研究区除冰盐的使用所引起的地下水非点源污染问题进行模拟,分别采用一阶估计法和蒙特卡洛方法分析该模型对于各参数的敏感性以及模拟结果不确定性。在蒙特卡洛模拟过程中,模拟多次,每次模拟对模型中不同类型的参数区别对待,这种方式在前人的研究中从未出现过。通过研究得到如下结论:1非点源污染可以使区域地下水水质发生明显变化,应重视并尽可能地控制污染源;2集总参数模型简单易行,可利用有限的数据较为真实地模拟复杂的系统,减少模拟成本的同时为方案的设计与实施提供较为可靠的依据;3地下水模型存在明显的不确定性,不确定性分析可以提供更为全面的参考信息。目前,不确定性分析并未得到广泛的重视,通过研究展示不确定性分析的必要性,并为以后地下水模型的不确定性分析提供参考。     

基于EEMD模型的干旱区降水变化趋势分析

降水是干旱区水资源的重要组成部分,有效认识降水的区域变化规律对指导农业发展尤为重要.本文利用集合经验模态分解(EEMD)方法,分析了新疆降水变化趋势的多尺度特征.结果表明:新疆降水整体上呈现出非线性显著增多趋势,且其变化存在明显的年际尺度(3年和6年准周期)和年代际尺度(10年和31年准周期);各周期分量方差贡献率显示年际变化占据主导地位;降水年代际变化揭示了在1987年前后气候模态有了显著转换,由原来降水以负相位为主的气候模态转向正相位显著的气候模态.EEMD方法有助于人们对降水多尺度变化特征的认识,是一种适用于非线性、非平稳信号分析的有效方法.     

改进的输出系数模型在射洪县的非点源污染应用研究

为更精确的研究射洪县非点源污染现状,采用考虑降雨和地形影响改进后的输出系数模型(IECM),通过Arc GIS软件计算射洪县2016年非点源污染负荷量,计算结果为:TN、TP负荷量分别为2 854.32、256.42 t,TN、TP负荷量空间分布格局一致、具有较大的空间异质性,局部集中、靠近河流水域。TN负荷量中土地利用类型、农村生活污染、畜禽养殖3种污染源的贡献率依次为65.57%、29.22%、5.21%,TP负荷量中土地利用类型、农村生活污染、畜禽养殖3种污染源贡献率依次为57.57%、38.80%、3.63%。将模拟计算结果和未改进的模型计算结果与监测值进行对比,改进后的模型能够提高模型模拟的精度,提高模型在降雨不均匀的丘陵地区的适用性。     

东江流域蒸发皿蒸发量时空演变特征及其原因分析

利用东江流域1956~2000年15个气象台站的小型蒸发皿观测资料,分析了流域蒸发皿蒸发量的变化趋势及其可能原因。结果表明,东江流域年蒸发皿蒸发量整体的下降趋势非常显著,在1986年前后发生了非常明显的下降突变,下降速率达30.9 mm/10a,45年来下降了约139.0 mm;流域下降趋势存在明显的区域差异性和较大的空间异质性。东江蒸发量下降的原因主要是日照时数和平均风速的显著下降,抵消了气温上升所引起的蒸散量的上升,反而使蒸散量呈现为显著下降趋势;平均日较差的显著下降在蒸发皿蒸发量减少趋势中可能也起着重要作用。     

流域降雨量和土壤氮含量对流域出口氮污染负荷的影响

根据氮在土壤中的运移规律,运用建立的数学模型分析流域降雨量和土壤氮含量与流域出口氮污染负荷之间的关系,揭示了氮污染的形成机理。然后以管河流域为例,分析得出以下2条规律:在汛期随着流域土壤含氮量的增加,流域出口氮污染负荷增加;随着降雨量增加,流域出口氮污染负荷也增加。     

我国水源地非点源污染现状分析与对策建议

水源地安全是人民生命安全、经济稳步发展及社会和谐稳定的重要保障,但受人类活动的影响,水源地非点源污染问题越来越严重。基于相关文献资料,本文论述了水源地非点源污染的现状,分析了主要的污染来源。提出了防治水源地非点源污染的对策建议,以期为决策者提供参考依据。包括严格控制农业非点源污染,重视城市非点源污染控制,防治水土流失、推进水源地保护林建设,加强对水源地保护的研究重视、法律保障及长远规划等措施。     

基于集合卡尔曼滤波法的清江流域多源融合降水分析

高质量的水文气象观测数据是开展气象和水文灾害监测、预报预警及长期气候变化趋势分析的基本支撑。针对流域尺度内现有融合降水数据空间分辨率低的问题,通过集合卡尔曼滤波（EnKF）融合算法对清江流域33个地面站点和TRMM及CMORPH两种卫星产品的降水数据在日尺度上进行融合,得到了0.05°×0.05°的清江流域融合降水数据MSAP。利用留一交叉验证的方式对卫星降水、地面插值和MSAP融合降水数据进行定量分析,证明EnKF融合算法能从相关性系数R、平均绝对误差MAE和均方根误差RMSE 3个方面改善清江流域降水的精度,并且融合算法改善了卫星数据和地面数据在流域边界部分区域精度低的缺点,展现了EnKF融合算法在降水数据融合中的应用潜力。进一步地,将MSAP与CMFD、ERA5和MSWEP等3种主流再分析数据进行对比,并对1998年汛期清江流域与长江干流四次洪峰遭遇中最大的两次遭遇所对应的场次强降水进行了空间分析。结果表明,在时间尺度上,MSAP数据具有最高的R和最小的MAE及RMSE;在误差的空间分布上,MSAP数据在各站点精度评价指标的空间差异最小,四种再分析数据精度由高到低排序为MSAP&...