基于SWAT的柴河水库流域非点源污染识别与评价

基于SWAT模型,以山区饮用水水源控制单元——柴河水库流域为例,分析了流域非点源污染的主要来源和构成,并就非点源污染模型识别和输入方法进行了讨论.在径流和泥沙过程模拟的基础上,对流域非点源污染进行了模拟识别和评价.结果表明,SWAT模型对柴河水库流域的径流、泥沙和水质模拟适应性较好,趋势匹配较理想,但部分年份模拟峰值存在一定偏差.空间分析表明柴河水库流域非点源污染表现出显著的空间分布特征,氮和磷的产生主要集中于河流中下游农业生产区域;贡献率分析表明化肥施用和畜禽养殖污染对氮、磷贡献较大,是流域非点源污染控制的重点.     

基于输出系数模型的云南洱海流域农业非点源污染研究

以洱海流域北部罗时江、弥苴河、永安江3个子流域作为实验区,利用输出系数模型对子流域内农业非点源氮、磷污染进行估算,结合罗时江、弥苴河、永安江水质监测数据,对模型输出系数进行率定和验证,得到一组适用于洱海流域农业非点源污染估算的输出系数.利用该组输出系数,对洱海流域范围内农业非点源氮、磷污染负荷进行估算.研究表明：氮、磷污染空间分布具有一致性,乡镇污染输出于地域分布中呈现出“南北高中间低”的趋势.不同非点源氮污染贡献率依次为大牲畜养殖>农村生活排放>种植业>生猪养殖,不同非点源磷污染贡献率依次为种植业>农村生活排放>生猪养殖>大牲畜养殖.     

太滆运河流域平原河网地区非点源污染负荷时空分布规律研究

平原河网地区地势平坦,河网密布,河流的水力联系复杂,导致对非点源污染的研究有一定的困难.为加强对这一类地区非点源污染的研究、揭示流域内非点源负荷的时空分布规律,在分析现有几种适用于平原河网地区估算方法的基础上,选取太滆运河流域典型区域,以农业非点源污染估算为重点,将非点源污染分为产生量和入河量2部分,按照农田径流、农村生活、畜禽养殖分别计算产生量,再通过现场调查和野外试验估算入河系数和入河量,估算该地区的非点源污染负荷,并对其时空分布规律进行分析.结果表明,农业非点源污染负荷在年内的分布规律主要受农田径流污染的影响,6—8月份的污染负荷比较高,接近全年污染负荷的30%;以行政村为单位的非点源污染空间分布显示大成村区域污染负荷最高.     

汤浦水库流域非点源污染的时空分布及情景分析

为了定量研究汤浦水库流域内非点源污染物的时空分布状况。建立了基于SWAT模型的流域非点源污染模型,并对模型中各参数进行率定和验证。模拟结果显示:流域内泥沙、有机氮和有机磷的流失主要与降雨相关,集中于汛期;空间上,各类污染物来源具有一致性,主要来自流域东部和南部地区;此外,不同土地类型年产污负荷各异,其中农业用地单位面积产污负荷较高。情景分析表明:农业生产方式和土地利用类型的改变对流域非点源负荷产生了一定影响。本研究成果将为控制汤浦水库流域非点源污染提供科学依据。     

磷指数法-PI(P Index)的修正及应用

在农业非点源污染研究中，确定农业非点源污染的关键源区或危险区域是开展有针对性研究和控制农业非点源污染的首要问题之一．磷指数法作为一种评估磷的流失危险性大小的工具，得到了广泛的应用．本文主要介绍了磷指数法的建立及其修正，其中包括三个比较主要的修正，及一些针对本地区实际状况进行的修正．同时本文对该方法在我国的应用提出了建议．     

基于SWAT模型的流域非点源污染模拟

利用SWAT(soil and water assessment tool)模型,在GIS技术支持下,通过构建模型所需的空间数据库和属性数据库,以黑龙江蚂蚁河流域为研究区域进行流域非点源污染的模拟研究.分别在时间和空间尺度上对研究区域非点源污染负荷分布进行分析,识别出非点源污染严重的区域及其影响因素.结果表明:在时间尺度上,非点源污染物负荷与降雨量和径流量有较强的相关关系;在空间尺度上,流域西南部地区非点源污染较为严重;不同土地利用类型的非点源污染负荷不同,耕地的非点源污染单位面积负荷最高,疏林地次之,林地等其他土地利用类型的单位面积负荷较小.     

渭河流域水环境质量评价与分析

以渭河流域为研究对象,调查并分析了全流域73个点位的水质指标,选择溶解氧含量(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)作为主要评价因子,采用单因子评价法、综合污染指数法和综合水质标志指数法分别评价渭河流域的水环境质量.结果表明,渭河流域枯水期水质明显优于丰水期,说明非点源污染对流域水环境质量影响最大.总氮、总磷是渭河流域水环境的主要污染因子,流域农业农药化肥和畜禽养殖等产生的非点源污染是导致其超标的主要原因.从流域空间分布来看,3条河流水环境质量的空间差异性较大,其中渭河的水质情况最差,泾河和北洛河水质相对较好.渭河南岸支流水质最好,北岸支流次之,干流水质最差,其中以关中地区干流水质污染最为严重.本研究结果为流域水污染治理和水环境质量改善提供数据支持,具有一定的参考价值和理论指导意义.     

九龙江典型流域氮磷流失的模拟研究

农业非点源污染是水质下降与环境恶化的主要原因,对地表径流营养盐输出的定量研究有助于掌握流域内非点源污染的来源与贡献,迁移与转化规律.选择福建省九龙江上游两个典型农业流域,在GIS技术支持下,综合采用实地观测、经验参数等方法来确定模型参数,利用2002年5月至8月所有降雨事件全过程实测的水文参数、营养盐氮、磷负荷,对AGNPS(AgriculturalNon PointSourceModel)模型进行调试,使得氮、磷的模拟Nash Sutcliffe效率系数E值都在0.8以上;再利用2002年9月两场降雨全过程数据验证了模型的适用性,验证结果是氮、磷的模拟值相对误差均在7%以下,表明该模型可以较好地估算流域氮、磷输出负荷.应用验证后的模型估算了流域2002年的氮、磷流失,年负荷为总氮27.51kg·hm-2,总磷0.75kg·hm-2;同时发现氮、磷流失主要集中于7～9月暴雨和特大暴雨集中时期,该期间从流域输出的总氮、总磷分别占全年总量的95%、87%.利用AGNPS模型可以有效地估算或预测降雨过程通过径流输送到河流的营养盐,为流域水环境规划管理提供科学依据.     

黄土高原水土流失型非点源污染过程模拟研究进展

黄土高原严重的水土流失造成了土壤氮磷流失,不仅降低了化肥的利用率,而且对水环境造成了潜在威胁。从黄土高原区水土与养分流失的典型性入手,剖析和总结了黄土高原区基本概况、水文过程、土壤侵蚀、水土流失型非点源污染过程模拟及防控策略等的研究进展。针对目前黄土高原区尤其是黄土丘陵沟壑区非点源污染研究较少,提出了未来黄土高原地区非点源污染的研究方向与建议：黄土区非点源污染物流失机理,非点源污染负荷估算方法,流域水、沙、污染物耦合模型以及3S 技术与流域非点源污染防控决策耦合应用等。     

空间聚类在农业非点源污染研究中的应用

根据上海地区遥感图像的解译信息,结合地理信息系统 (GIS) 的空间分析功能,以上海市青浦区为例,建立了在多种空间因素影响下确定农业非点源污染负荷的流域分配方法,在此基础上,运用空间聚类中的K-均值法对研究区内的水系污染状况进行了聚类分析,得到了研究区农业非点源污染物的空间分布特征,从而为流域内非点源污染的管理提供了理论依据.     

磷素对南漪湖流域水质的影响及其外源性来源分析

为探究磷素对南漪湖近年来水质变化的影响以及定量分析湖泊外源磷污染源结构。于2015—2021年逐月采集南漪湖东湖心、南漪湖西湖心、狮子口3个代表性点位水样,采用单因子评价法、综合污染指数和水污染指数法分别分析了总磷(total phosphorus, TP)、溶解氧、高锰酸盐和氨氮的含量水平,对南漪湖水质的时空变化特征进行了综合性评价以探究磷素与其他指标对水质污染影响的差异。以2017年为基准年,采用改进的输出系数模型对南漪湖流域21个乡镇的外源磷负荷进行分析以确定其主要污染源。结果表明：3种水质评价方法获得的水质评价结果基本相同,2015—2021年南漪湖水质总体呈现逐渐变好的趋势,达到Ⅲ类水质标准;各个指标对南漪湖水质均有一定的影响,但TP是影响南漪湖水质最主要的影响因素,TP判断的水质等级与最终测量的点位水质等级相似;面源污染是主要污染源,其中耕地(包括水田和旱地)污染负荷最大为328.912 1 t/a,其次为建设用地和农村生活污染负荷,占比分别为41.32%和15.32%。研究结果将为南漪湖流域水污染防治提供参考依据,也可以为长江中下游乃至全国典型中小湖泊的污染防治提供参考和...     

黄河白银段面源污染分析及防治措施

通过对白银市农业面源污染对COD和氨氮的贡献进行分析,得到农业面源污染对黄河水质影响重大,2002年农田径流中COD负荷最大占总负荷的10.6%,氨氮占49.4%。最后提出了一些防治面源污染的技术对策。     

辽河吉林段非点源污染区划研究

根据辽河吉林段内的农业面源污染特征,结合流域气候特征、土地利用结构、人口分布、化肥农药施用量、水土流失状况等基础数据,采用多因子综合评价法,对辽河吉林段面源污染强度进行了评价,并对辽河吉林段的面源污染强度进行了区划。该结果对于厘清辽河吉林段面源污染来源、判断面源污染程度以及制定流域面源污染防治规划都具有重要指导意义。     

瑶湖流域非点源氮、磷负荷估算及其控制对策

利用ArcGIS10.0软件,划分了瑶湖流域的范围,并提取了土地利用类型及其面积,在流域调查的基础上,参考国内外相关研究方法,按照农村与城镇生活污染(A类污染)、畜禽养殖污染(B类污染)、村镇与农业径流污染(C类污染)和水产养殖污染(D类污染)等4种污染来源,估算了瑶湖流域的非点源氮、磷污染负荷。结果表明:入湖氮、磷总负荷分别为346.3 t/a和102.8 t/a;B类污染是氮和磷污染的主要来源,其污染负荷占总负荷的比例分别为73.1%和85.3%;南昌县对B类污染的TN和TP贡献率大于青山湖区;南昌县对A类污染的TN和TP贡献率稍小于青山湖区;对于C类污染,TN贡献率大小为:水田村镇水浇地,TP贡献率大小为:村镇水田水浇地。在此分析基础上,提出了非点源N、P污染负荷控制对策。这为瑶湖流域水污染控制提供了理论依据和数据支撑,同时也为政府制定区域社会经济发展规划提供了决策依据。     

淮河沉积物总磷和重金属沿程变化及污染评价

为了探究淮河沉积物中污染物的分布规律、来源及污染程度,于2014年7月沿淮河中下游设置16个采样断面,现场采样并检测沉积物中总磷(TP)质量比和重金属(As、Cu、Pb、Cd、Zn)的质量比,分析沉积物中污染物的沿程分布及来源并对污染状况进行评价。研究结果表明,淮河中下游沿程各城市下游断面沉积物中污染物平均含量比上游断面高;污染物来源分析表明,所有污染物均受到点源污染的影响,其中TP和Cu受到点源污染和面源污染的共同影响;单因子标准指数法对沉积物磷污染评价结果表明,淮河干流沉积物环境质量受磷的污染相对较轻;对重金属潜在生态危害程度分析表明,无论是单个重金属的生态危害程度还是综合生态危害程度都为轻微。     

滦河上游流域水质特征及污染源解析

滦河位于京津冀水源涵养功能区的核心区域,精准分析其水质演变特征及污染来源,对于流域水污染防治具有重要意义。本文通过对滦河上游流域19个监测断面、8个水质指标进行监测,采用对数型幂函数普适指数公式进行富营养化评价,运用主成分分析法结合多元线性回归源解析模型确定污染来源。结果表明：滦河上游流域属于弱碱性水体,大部分水体处于过饱和状态,高锰酸盐指数（CODmn）的数值丰水期变幅相对较大,年际超标率为7%,总氮（TN）浓度整体远大于氨氮（NH4+-N）浓度,且TN年际超标率高达94%,枯水期全样本超标,说明水体氮素污染较为严重。总磷（TP）全年均值为0.09mg/L,年际超标11%,整体浓度相对较低。滦河上流流域全监测区域处于富营养、中营养以及重富营养等不同程度富营养化,且处于富营养状态区域占比高达78.94%。其中丰水期富营养化程度较为严重,重富营养化均出现于丰水期。根据污染源贡献率解析可知,对水体TN、NH4+-N贡献最大的是农业非点源污染,支流还受到畜禽养殖及生活污水影响,干流TN有一部分潜在污染来源,TP和CODmn主要来自城市面源污染,五日生化需氧量（BOD5）支流主要来自于畜禽养殖、生活污水,干流区域来源相对较为复杂只受潜在污染源影响。     

锡林河流域水质时空分布特征研究

锡林河属于西北诸河流域。锡林河流域范围跨赤峰市、锡林郭勒盟两地,是我国内蒙古高原的代表性内陆河之一。为揭示锡林河水质时空分布特征,基于13个采样点、7个水质指标的监测数据,采用均值型综合污染指数法、单因子水质标识指数法对水质开展评价;结合主成分分析、聚类分析探讨水质时空分布特征的成因。结果表明：锡林河春、秋两季水质较好,夏季相对较差,影响夏季水质的主要因子为COD_Mn、COD和BOD₅;锡林河中游河段水质优于上游和下游。上游和中游河段水质超标主要由于畜禽养殖和农村生活带来的面源污染;下游河段水质超标的主要原因为污水厂尾水中的氮磷浓度较高。     

基于输出系数模型的清水河上游农业非点源污染负荷估算

结合调查资料和GIS技术,采用Johnes经典输出系数模型估算2000、2005、2010、2015年清水河上游流域总氮（TN）、总磷（TP）农业非点源污染负荷,并分析其时空变化特征和污染来源。结果表明,四个时期TN、TP的污染输出负荷均呈明显的下降趋势,且前者是后者的9.2~9.8倍;不同污染源类型对TN、TP负荷贡献率的影响规律相似,且土地利用是最关键的影响因素,表现为耕地>草地>林地。从空间变化趋势上,TN、TP的污染负荷强度分布特征相似：整体分布不均,高负荷区集中分布在清水河支流水系两岸坡度较小的平原和丘陵区,低负荷区主要分布在耕地较少的水源涵养区,且TN的负荷强度是TP的10倍左右。分别从土地利用、禽畜养殖和农村生活等角度分析其污染来源,结果表明耕地,尤其是蔬菜等经济作物种植是农业非点源污染的主要来源,禽畜养殖及居民生活是非点源污染的重要组成部分。     

生态防护林减轻农田氮素面源污染的研究进展

农业面源污染已成为我国环境污染的主要来源之一,随着农田氮肥施用量的不断增加,由氮素造成的农田面源污染已成为水体污染的主要原因之一。笔者综合近年来国内外专家学者的主要研究成果,分析造成农田施肥后的氨挥发、地表径流、淋溶和硝化-反硝化等氮损失4个主要途径,探讨了影响氮损失量及强度的因素,生态防护林对农田氮素在地表径流、淋溶的过程中的作用,以及影响防护林生态效能的因素。综合认为,防护林能在一定程度上控制农业面源氮素造成的水体污染,提高氮素利用率,并在此基础上就生态防护林减轻农田施肥氮损失的研究领域提出建议。