基于分布式模型的濑溪河流域(泸县境内)农村面源污染模拟

随着点源污染的有效管理和控制,面源污染已成为水环境污染的主要因素。在GIS平台的支持下,将分布式模型SWAT模型应用于濑溪河流域(泸县境内)农村面源污染模拟研究,进行适用性评价及模拟应用分析。径流和氨氮负荷月模拟结果良好,评价指标R2、Ens(Nash-Sutcliffe Efficiency)均在0.8以上,表明SWAT模型应用于研究区农村面源污染模拟的可适用性。结果分析表明氮磷流失受土地利用方式影响显著,营养物流失关键区分布在耕地比重高的地区;农村面源污染是导致水体富营养化的绝对因素,其贡献率高达90%;由人类生产和生活所产生的TN和TP污染负荷,以农业化肥所占比重最大,约为1/2,其次为畜禽养殖,约为1/3,因此农业化肥和畜禽养殖是农村面源污染控制的重点。     

鳌江流域洪水风险动态预警预报研究

随着防洪理念由"洪水控制"转向"洪水管理",洪水预警预报成为了水科学研究的重点问题。以鳌江流域为例,构建了水文水动力、洪水影响等无缝耦合的全要素预报调度模型,实现了流域洪水预报调度和面上社会要素的影响预报。通过对2016年"鲇鱼"台风应用验证,成果合理可信,为流域风险预警预报提供强有力的技术支撑。     

三峡库区农业面源污染控制技术体系研究

三峡库区生态环境敏感且脆弱,是我国长江流域和西部地区生态环境建设的重点地区。近年来该区面源污染尤其是农业面源污染问题日益突出,并引起人们的高度重视。如何根据库区生态环境特点和农业面源污染发生特征,提出既能有效控制污染发生,又能使经济投入最小化的控制技术体系,具有十分重要的现实意义。为此,结合国内外农业面源污染控制的已有研究成果,根据库区农户生活生产方式以及地形地貌、土地利用、种植作物等条件,以"水、土、热、气、肥"5要素的综合控制为主线,在农村生活区—农业生产区—消落带生态屏障区3个空间层次构建了库区农业面源污染控制系统,并提出了三峡库区农村居民点—旱坡地—水田—消落带多重拦截与消纳农业面源污染技术体系。该体系已在三峡库区典型区域农业面源污染控制的实践案例中进行了验证,实践证明,其所涉及的诸多关于农业面源污染控制思想和技术体系对其它类似流域的农业面源污染控制具有积极的借鉴意义。     

基于灰色残差模型的大冶湖流域面源污染变化趋势预测

大冶湖流域污染严重,其中面源污染占很大比例。根据大冶湖流域2005-2009年的农村人口、城镇人口和畜禽养殖量统计数据,基于灰色残差理论建立了大冶湖流域面源污染预测模型,预测出2010-2013年流域内农村人口、城镇人口和畜禽养殖量,根据预测结果计算出该流域农村生活污水、城镇生活污水和畜禽养殖废水中COD、NH3-N、TN、TP入湖量,得到大冶湖流域的面源污染变化趋势,研究结果可为大冶湖流域水污染防治提供技术支持和理论依据。     

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。     

基于SWAT模型的布尔哈通河流域面源污染的变化研究

【目的】揭示土地利用变化下面源污染时空变化特征,探究流域景观格局与面源污染的关系。【方法】以布尔哈通河流域为研究对象,利用SWAT分布式水文模型模拟1986-2016年4期土地利用变化下面源污染分布特征,运用Fragstats4.2软件计算了1986年和2016年布尔哈通河各子流域的景观格局指数,最后使用CANOCO5.0软件分析子流域面源污染和景观指数之间的关系。【结果】①构建的SWAT模型模拟的径流量和总磷量在校准期和验证期的决定系数R²和纳什效率系数NSE都达到0.6以上,模型能很好地模拟流域水文水质状况,1986-2016年,SWAT模拟的总磷年负荷分别为74.04、73.78、82.50 t和128.31 t。②面源污染与景观格局存在密切关系,景观组成格局方面,林地面积与总磷负荷负相关,农田和建设用地面积与总磷负荷正相关;景观空间格局方面,林地斑块破碎化程度与总磷负荷正相关,而农田斑块的破碎化程度与总磷负荷负相关。流域斑块之间的越高流通性和聚集性,对养分流失改善有积极作用,而流域内景观异质性的增加和形状的复杂化,则会导致污染负荷输出风险的增加。【结论】流域面源污染负荷急剧增加,面源污染防治的关键控制区域在坡度较高的北部区域和农田及城镇集中的东部区域,该区域规划土地利用和优化景观格局时,应优先考虑防止林地斑块破碎化程度的提高和控制城镇面源污染源。     

洪水预报研究与展望

洪水预报作为非工程措施是防御并减少洪涝灾害的重要手段和关键环节。水雨情自动测报系统的不断完善为洪水预报中水文信息的获取奠定了基础性工作,降水作为洪水产生的关键因素之一,降水预报技术的发展与应用为洪水预报发展提供新的动力,面向洪水预报的水文模型从降雨-产流等方面解释洪水产生的过程,丰富了洪水预报的方法,陆气耦合模型的发展为洪水预报进一步提高精度和预见期指明了新的方向。随着以上技术的不断发展与完善,洪水预报精度不断提高,从水雨情自动测报系统研究进展、洪水预报中降水预报应用进展、洪水预报水文模型研究进展、陆气耦合模型研究进展四个方面系统阐述目前洪水预报精度的研究进展,并对洪水预报今后的发展方向和研究热点做出展望,水雨情自动测报系统急需引入新的理论技术和非接触式设备等,增加信息的密度和强度,洪水预报的发展以及人工智能在洪水预报研究和实际工作中的应用实践,已经为洪水预报技术的突破提供了有力支撑,陆气耦合技术由单向耦合向基于物理概念的双向耦合发展,单站观测及模拟气象数据驱动向结合遥感和四维同化方向发展,为今后的提高洪水预报精度研究提供参考。研究成果可为水文、水库调度科技工作者提供技术参考。     

不同气候稻作区径流及面源污染排放模拟分析

在全球气候变暖背景下,开展稻田排水其水文水质对气候变化的响应研究,减少气候变化对农业面源污染及水环境的不利影响,从而为流域水分管理及农业面源污染防控提供依据。以江西省赣抚平原灌区芳溪湖小流域为研究对象,基于构建的灌区水量转化及农业面源污染分布式模拟模型(SWAT模型),对气温升高和降雨增加等气候因子变化下的芳溪湖流域径流及农业面源污染负荷进行模拟,分析气候变化对芳溪湖入湖径流及氮磷排放负荷的影响,结果表明:温度升高,芳溪湖流域径流量减少,稻田氮磷排放减少,但流域出口氮磷排放有增加趋势;降水量增加,芳溪湖流域出口径流量及氮磷排放负荷均呈明显增加趋势;到2050年,芳溪湖流域稻田排水量将增加8.01%,总氮排放将增加8.56%,总磷排放将增加7.30%;流域出口径流量将增加8.14%,总氮排放将增加10.08%,总磷排放将增加9.98%,因农业生产造成的面源污染问题将越来越突出。     

小安溪流域水质及面源污染评估

为了准确的评估小安溪河流域水质状况以及面源污染情况,为流域水环境综合整治提供技术支撑。用综合污染指数法对小安溪流域不同水期的水质进行评价,并且结合源强系数法和输出系数法对流域面源污染进行分析。结果表明:小安溪流域整体水质情况较差,污染分担率最高的评价因子为TN。流域面源污染严重,主要污染物为TN,与水质评价结果吻合。主要污染源为城镇生活污水和农村生活污水,总等标污染负荷之和比高达81.94%。从乡镇角度分析,城区段污染相对较重,重点治理乡镇为巴川街道、东城街道、南城街道和虎峰镇,面源污染空间分布基本一致,应采取有针对性的防控措施。     

HEC-HMS模型在四川省清溪河流域山洪预报中的应用

山洪灾害往往给山区人民生命财产、自然环境等造成了极大的损害,降低山洪灾害的有效途径之一是实现基于降雨径流模型的实时预报预警系统。选取四川省山洪易发流域-清溪河流域为研究区,通过GIS技术,结合流域DEM、土壤及土地利用数据提取流域信息,构建HEC-HMS降雨-径流模型进行流域山洪预报。根据降雨径流形成过程,分别采用SCS-CN曲线法、SCS单位线法、指数退水法和马斯京根法进行计算产流、坡面汇流、基流和河道汇流四个部分。选取6场洪水进行模型参数的率定,4场洪水进行模型验证。模拟结果表明:Nash效率系数均值为0.792,相关系数均值为0.84,峰现时差均在3 h以内,合格率为90%,该模型对清溪河山洪预报具有较好适应性,可为四川省中小河流域山洪预报提供借鉴和参考。     

农业生态园区气象预警服务平台开发与应用

农业发展规划与气象信息密不可分,为了将气象信息,尤其是将气象灾害预报及时地发送到农民手中,并及时地帮助当地农民制定有效的防灾计划,避免经济损失,开发出了农业生态园区气象预警服务平台。该平台的开发以Div+CSS为主,以JavaScript、VB和ASP等多种技术为辅,主要功能有实时气象汇报、预报、农业气象决策服务信息和科技指导。      

新安江模型在江西省万安水库流域洪水预报的应用研究

近年来江西省建立了中小河流水文预警预报系统,本文以万安水库流域为例,研究洪水预报方案编制中新安江模型的应用过程,对48个断面预报方案进行统计分析,总结了影响预报方案精度的因素,并提出3种提高预报方案精度的操作方式,利用现有水文站网的河道水文监测信息,可为模型率定提供充分数据;在雨量监测信息的应用过程中,自动过滤无效数据...     

基于SWAT模型的龙溪河泸县境内面源污染特征分析

应用分布式水文模型SWAT,首次以龙溪河泸县境内的面源污染为研究对象,通过对该流域的面源污染进行调查、监测和模拟,定量计算和分析该流域面源污染的时空分布规律以及识别关键污染源和污染关键区。结果表明:①SWAT模型在该研究区具有较好适用性,径流、氮磷负荷的纳什效率系数Ens在0.6~0.75,决定系数R^2在0.75~0.85,相对误差Re在10%~30%;②年产水量、TN产量、TP产量丰水期显著多于平水期,丰水期比重大约为70%~80%,平水期多于枯水期,枯水期产量比重在5%以内;③面源污染是各个子流域最主要的污染类型,农业化肥污染与农村生活污染在面源污染中所占比重最大;④农村生活污染对TN产量影响最大,农业化肥污染对TP产量影响最大;⑤11、13号子流域是非点源污染的关键区,选定云锦镇为重点防治区。     

长顺兴农气象手机客户端模块设计与实现

长顺兴农气象手机客户端以农业园区、农业专业合作社、种养殖大户为服务对象,以各部门负责生产管理的技术专家及气象专家为专家库,开发了基础信息、实时监测、农业服务、用户管理等四大模块,及本地概况、预报预警、园区简介、区域站监测、实景监控、单站雷达、卫星云图、农气服务、生产管理、专家连线等十个子模块,形成了一套以手机客户端和业务平台Web端软件的气象业务辅助平台,让业务移动化、系统简单化。在农业气象服务体系和农村气象灾害防御体系的建设思路指导下,开展了气象信息、生产管理、技术咨询、远程诊断等"直通式"气象为农服务,创新了气象为农服务形式,提升了气象为农服务的针对性、有效性。     

新疆棉花气象服务平台功能设计与服务应用

通过构建气象站点实况数据库、气象网格数据库、气象预警数据库、历史气象数据库、农田小气候站点数据库、服务产品数据库、棉花气候适宜度评价数据库，建立新疆棉花气象数据服务平台，实现棉花监测预报、灾害预警、气候图表、棉田技术服务、我的棉田五大功能，开展基于位置的格点实时数据、预报预警数据查询、历史气象数据的统计以及精细化的气象为农服务产品业务服务。推动新疆棉花气象服务向精准化、个性化、数字化发展，提升新疆棉花气象服务水平。     

西充河流域(西充县境内)面源污染现状与防治措施

以西充河流域(西充县境内)的23个乡镇为例,采用输出系数法,从各个污染源和不同乡镇的角度出发,对西充县境内的农村面源污染进行了综合评价,并提出相应的防治措施。结果表明:研究区内的主要污染为农村面源污染:183.3%的污染负荷来源于为化肥污染、农村居民生活污水和散养畜禽;2虹溪河支流与龙滩河相比,污染较严重;3污染最严重的乡镇为晋城镇。根据评估结果,本文提出了相应的面源污染综合治理的工程及非工程措施和建议。     

国突预警终端在含山县7.1暴雨过程中的应用

2016年7月1-7日,含山县出现大暴雨天气过程,降水主要集中在7月1日和4日,降水量分别为216.5mm和70.1mm。过程降雨量超历史记录,全县有11个自动站雨量超过500mm,最大值在清溪镇达907mm。在这次暴雨过程气象服务中,含山县气象局充分利用国家突发预警信息发布终端,在开展气象资料收集分析、灾害预警预报发布与服务等方面取得了显著效果,使暴雨预报准确、预警发布迅速,警示及时、内容丰富、信息畅通,预警精度提高,预警信息覆盖面扩大。公众用户、决策用户及时获取预警信息。决策部门迅速启动暴雨灾害应急响应,应对高效、处置得当、产生了较好的社会效益和经济效益。     

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...     

太子河流域环境流量保障管理系统平台构建及示范应用

本文依托辽宁省水资源管理系统,集成以环境流量计算与评估预警模型为核心,基于数据库技术、GIS技术和三维可视化技术的太子河流域环境流量管理系统,形成具有流域水环境系统仿真情景展示、模型驱动、信息查询、成果科学可视化与动态演示、流域环境流量保障决策支持等功能的流域水资源管理业务化平台.该平台可为管理部门提供决策依据.     

鄱阳湖流域防治面源污染的稻田湿地面积比分析

为有效防治鄱阳湖流域农业面源污染,科学构建修复面源污染的灌排湿地系统,采用农田排水试验,并通过理论分析,研究了不同控制水深的塘堰湿地对农田排水面源污染物氮磷的净化效果;同时根据多年灌溉试验资料和气象资料分析农田排水量,计算了防治面源污染效果较佳的稻田湿地面积比。结果表明,湿地植被为莲藕的塘堰,水深20cm对氮、磷的去除效果波动较大,水深40cm去除效果较佳,水深60cm去除效果较慢;莲藕开花期对氮、磷的去除效果最好;排水频率为50%、75%和90%时,其稻田与湿地面积比分别为46.1∶1、22.3∶1和12.6∶1;农田排水进入湿地后停留时间以3~4d为宜。根据鄱阳湖流域沟塘湿地和耕地现状,从净化效果和经济性综合角度出发,鄱阳湖流域稻田与湿地面积比以22.3∶1~46∶1为宜。