基于SWAT模型的陕西沣河流域非点源污染模拟

随着工业点源的大幅治理和农业的快速发展,陕西沣河流域非点源污染负荷在总负荷中所占比重日益加大。本文应用SWAT模型,对沣河流域的径流、泥沙及营养盐污染负荷的产输出过程进行模拟计算。利用沣河干流秦渡镇水文站2001-2006年的实测月径流、泥沙和污染物数据进行了模型的率定和验证。验证结果表明:模型在沣河流域具有较好的适应性,可用于流域非点源污染的模拟计算。流域非点源污染产出时空分布结果表明:非点源负荷产出集中在汛期;流域中部长安区的五星、滦镇、子午地区,以及流域西部户县的草堂镇和秦渡镇,是非点源污染产出的关键区域。流域非点源污染控制措施效果模拟表明:采取水土保持措施、改进化肥施用方式、合理减少施肥量可以有效减少流域非点源污染负荷。     

岳城水库流域污染源模拟

基于SWAT模型对岳城水库流域污染源进行模拟研究。利用流域出口的观台水文站2006—2009年的水量、水质等实测数据对经过校准的SWAT模型进行验证。结果表明:岳城水库流域年均入库非点源污染负荷TN为3 025 t,TP为234 t,年均非点源污染贡献率不足50%;点源污染中,TN以工业点源污染为主,其贡献率达31.9%,TP则以城镇生活点源为主,其贡献率为36%;非点源污染中,农业非点源污染源占主要比重,化肥贡献率最大为16.9%,禽畜养殖污染次之,贡献率为10.5%,农村生活污染最小;非点源污染的主要来源是耕地,TN和TP年均负荷分别达到2.77 kg/hm2和0.397 kg/hm2,模拟成果可为岳城水库水源地保护和流域综合管理提供新的技术方法及科学依据。     

河流上下游控制断面非点源污染特征的分析

为了深入研究河流上下游断面非点源污染的特征及其变化,以及同一断面不同年份的非点源污染特征,以渭河的支流沣河上游大峪口断面和中游秦渡镇断面为研究对象,根据两控制断面2009-2011三年的非点源污染水质水量同步实测资料,运用平均浓度法估算非点源污染负荷,并结合河流断面控制流域的土地情况、人类活动等情况,分析了河流上下游控制断面的非点源污染特征。结果表明:非点源污染是沣河的主要污染源,河流上游区域非点源污染负荷所占比重大于下游区域;河流上下游断面非点源浓度基本相当,下游点源浓度大于上游;下游COD、TP和NO2—N的非点源负荷量是上游的10~20倍;人类活动所产生的点源排放对中下游河流水质影响更大。     

沣河控制断面非点源污染年际变化特征研究

为了研究河流控制断面非点源污染的年际变化特征,以渭河支流沣河为例,利用秦渡镇断面1992-2011年长期水质监测资料和该断面的径流资料、以及2009-2011年的非点源污染水质水量同步监测数据,运用平均浓度法计算出该断面1992-2011年氨氮、2003-2011年COD、正磷、总磷及总氮的点源和非点源浓度、总负荷量、非点源负荷在总负荷中所占的比重,并拟合了污染物年际非点源污染所占比重与地表径流量、总负荷量和综合污染指数的相关关系,分析了年际非点源污染的变化特征。结果表明:氨氮和TN的非点源负荷所占比重受地表径流量和总负荷量影响比其他指标显著;河流总负荷量的年际变化趋势与流域地表径流量的变化趋势相似;氮污染的非点源比重在年际变化中呈下降趋势,COD和TP的非点源比重呈上升趋势。     

北江飞来峡库区流域非点源污染现状评价

为深入了解北江飞来峡库区流域非点源污染现状,采用等标污染负荷法和聚类分析法对库区流域非点源污染进行了分析。结果表明:飞来峡库区流域57.79%的污染来源于生活污水,38.13%来源于畜禽养殖,应针对这两类污染源中的COD、TN、TP等污染物进行重点防治;库区10个镇区中,位于流域中上游的石灰铺镇和大站镇污染负荷占比分别为19.24%和18.80%,应着重关注这两个镇区的非点源污染情况;10个镇区可聚类为4类,位于流域中上游的石灰铺镇和大站镇属特重污染区,区域单位面积等标污染负荷平均值为218.21 mm/a;位于流域上游的望埠镇和英红区属较重度污染区,单位面积等标污染负荷平均值为163.80 mm/a;另两类区域污染程度则相对较低;需对两类位于流域中上游的高污染镇区的生活污水及畜禽养殖污染进行重点防控。     

红枫湖流域非点源污染时空分布及管理措施

为分析红枫湖流域非点源污染状况及非点源污染防控措施效果,利用该流域典型子流域的水量和水质数据对SWAT模型的径流和水质参数进行率定和验证,采用验证后的模型模拟了2001—2015年流域氨氮、总氮和总磷的时空分布特征,并分析了不同管理措施对非点源污染的削减效果。结果表明:SWAT模型在红枫湖流域具有良好的适用性;氨氮、总氮、总磷负荷主要集中在4—9月,分别占全年负荷的88.49%、83.74%和97.36%,西南部和东北部的子流域氮磷流失较大,是非点源污染的关键源区;化肥削减、退耕还林还草措施能有效削减非点源污染,尤其是总磷污染,实施综合管理措施对氮磷污染削减的效果更佳。     

基于污染迁移转化过程的海河下游污染关键区及污染类别分析

本文针对海河流域严重的水环境问题，利用1995-2004年系列数据构建SWAT模型水质模块，率定期和验证期的纳什系数分别为0.70和0.55。依据构建的模型进行污染负荷的时空变化规律分析和关键源区识别，同时计算各类型污染对研究区域和关键源区的贡献率。结果显示：污染负荷与径流量的变化具有很好的一致性；负荷关键源区分布为市区西南部和东北部、西青东部、东丽东部、津南和塘沽北部；城镇径流非点源污染负荷对海河流域的贡献率是最高的，达38.6%；其次是点源污染，达31.1%；关键源区中，市区和西青关键源区的关键负荷类型为城镇非点源，贡献率为90.67%；东丽和塘沽关键源区的主要负荷来源是点源，所占的比重为87.91%；东丽和津南关键源区中贡献率最高的为农村生活非点源，占61.29%。     

辽河源头区流域农业非点源污染负荷估算

近年来,非点源污染已成为我国水体污染的主要来源,其中又以农业非点源贡献最大。为探究辽河源头区流域农业非点源污染程度,运用排污系数法估算1999-2009年流域非点源污染负荷进行估算,对COD、TN、TP和氨氮的污染负荷变化趋势进行分析,应用等标污染负荷法对流域农业非点源污染状态进行评价。结果表明:1999-2009年辽河源头区流域农业非点源污染COD,TN,TP,NH3-N平均入河总量分别为35 899.67,10 402.40,1 258.56,4 306.22t/a。从不同污染物看,TN是辽河源头区流域面源污染的主要污染物,占污染物比重的47.21%。从不同污染源分析,畜禽养殖的污染负荷比为70.56%,远远超过另外三种类型的非点源污染负荷的总和,畜禽养殖污染是辽河流域非点源污染的主要来源,农村生活源的污染负荷比为19.33%,高于种植业及水产养殖业。从流域不同地区看,梨树、公主岭、东辽、双辽4市县对流域污染贡献较大,是辽河源头区流域的主要污染区域。     

浑河流域非点源污染负荷估算与分析

利用输出系数法和SWAT模型两种方法对浑河流域2007年的非点源污染TN、TP负荷进行估算和模拟,并分析了浑河流域内各行政区及不同土地利用方式对浑河流域非点源污染负荷总量的影响及非点源污染负荷的年内排放特点.经计算,输出系数法估算的TN、TP负荷分别为17 468 t和996 t,SWAT模型模拟的TN、TP负荷量分别为15 355 t和1 112 t.由输出系数法估算结果可知浑河流域各行政分区中,沈阳市和抚顺市是浑河流域TN、TP的主要污染来源;在不同土地利用方式中,旱田对TN、TP的污染负荷贡献率最大.由SWAT模型模拟结果可知,TN、TP污染物排放年内有两个集中期,分别出现在7月、8月份和3月份.分析的结果及污染特性可为浑河流域非点源污染治理提供科学依据.     

珠江流域非点源污染类型、特征及生态防治对策

随着珠江流域点源污染强化控制,非点源污染防治逐步成为流域管理中最为棘手的问题之一。针对珠江流域非点源污染问题,全面分析了珠江流域非点源污染主要类型、特征及致因。基于珠江流域综合规划,阐述了流域非点源污染防治原则和指导思想,探讨了流域水生态修复及保育、生态型清洁小流域、生态农业等修复模式和长效的修复维护机制,提出了流域综合性生态防治对策。     

海岸带陆源水污染负荷模型研究

综合采用GM(1,1)模型和曲线拟合法,建立了适合海岸带的陆源水污染负荷预测模型,并将其应用于烟台市,对2009—2013年的主要污染负荷量进行了预测。结果表明:在点源污染负荷中,生活废水所占比例最大,政府应当加强生活用水管理;工业废水污染负荷总体呈增大趋势,但万元产值工业废水排放量逐年下降;旅游废水污染负荷所占比例最小,但近年来增长迅速;生活废水排放的氮磷占点源氮磷污染总负荷的66%,是氮磷的主要来源之一,而农业非点源中的畜禽养殖废水排放氮磷占总氮磷污染负荷的一半以上,具有最大的氮磷污染潜在隐患。     

中小河流非点源污染治理负荷估算及分区分类研究

针对中小河流非点源污染治理过程中存在的河流数量众多、基础资料缺乏、重点难以把握等状况,提出一套基于遥感（RS）和地理信息系统（GIS）技术的污染负荷估算方法,识别主要污染物和污染源,确定重点防治地区和流域。以哈尔滨地区为例,在分析非点源污染来源基础上,使用输出系数模型（ECM）估算2010年非点源TN、TP污染负荷及空间分布特征,计算TN、TP等标负荷,确定主要污染物。根据等标污染负荷空间分布差异,将哈尔滨地区划分为5个污染负荷区,以流域为单元用聚类分析法将中小河流归为5类,确定了区域中小河流非点源污染防治重点。     

降雨和土地利用对流域非点源污染的影响——以滇池流域为例

基于污染排放负荷计算的非点源污染特征识别是开展滇池流域非点源污染控制的重要基础,并在当前流域气候变化和城镇化用地扩张的背景下显得尤为重要。基于流域分布式非点源模型IMPULSE,选择2008年和2014年开展滇池流域入湖非点源污染排放负荷模拟,从负荷量和负荷组成2个方面对比分析降雨和土地利用变化对流域非点源污染负荷排放特征的影响,并比较了4种水土流失控制措施的污染负荷削减效果。结果表明:(1)2014年流域TN、TP和COD入湖排放量比2008年分别增加23.87%,29.19%和1.65%。(2)各因子对入湖非点源污染负荷的影响排序为降雨土地利用农业结构及农村人口。降雨和农业结构及农村人口的变化均使入湖非点源污染负荷增加,而以城镇用地扩张为主要特征的土地利用变化减少了入湖非点源污染负荷。(3)水土流失是流域入湖非点源污染负荷贡献率最高的污染源,2014年TN和TP入湖负荷中城市面源比重略有提升,COD入湖负荷中城市面源的比重由16.44%提高至38.63%。(4)退耕还林在3种单项措施中的负荷削减效果最好,而退耕还林和坡地改梯田组合措施的TN,TP和COD负荷削减率分别为37.20%,37.73%和11.91%。研究结果对于科学制定流域非点源污染控制策略具有重要的支撑意义。     

基于SWAT模型的白洋淀流域总氮负荷模拟研究

在白洋淀水质现状评价的基础上,以营养元素总氮为指示因子,用SWAT模型分析白洋淀流域污染负荷影响因素,模拟各类污染源的贡献值及分布。结果表明,相对于环境背景值,添加面源或点源排放后,总氮负荷分别增加了64%和116%。白洋淀流域总氮多年平均面源负荷贡献率为33.8%,点源负荷贡献率为66.2%,且汛期总氮负荷量远高于非汛期。     

缺资料流域农业面源污染负荷研究与综合评价

在充分考虑降雨和地形对面源污染物传输影响的条件下,为能有效解决缺资料流域农业面源污染定量化估算和综合评价的问题,以古蔺县境内的古蔺河流域为例,基于改进的输出系数法和源强系数法,将研究区内3类污染源和4种污染物的输出负荷进行定量估算;采用等标污染负荷法对该流域农业面源污染进行综合评价。结果表明:研究区中农业面源污染严重,其中主要污染源为农村居民生活污水和畜禽养殖,占总等标污染负荷的74.19%;主要污染物为TN、TP和NH3-N,占总等标污染负荷的95.83%;对古蔺河污染贡献度较大的乡镇依次为古蔺镇、双沙镇和石宝镇,占总等标污染负荷的23.32%。根据分析结果,古蔺河流域应加强农村居民生活污水、畜禽养殖粪便及废水等有机废物的治理,合理施肥,减少氮磷流失。     

雁栖河流域点源氮磷污染负荷量的计算与分析

在大量野外调查和监测数据的基础上,通过流域污染负荷评估模型分析评价了雁栖河流域内主要污染负荷产生量与人河污染负荷量,建立河道水质模型计算分析了雁栖河流域的水环境容量,以流域水环境容量为约束条件,分别考虑不同污染源控制方案下的流域水环境承载能力与规模。研究结果表明：流域入河污染负荷中,餐饮企业占2％,自然村占12％,鱼场养殖约86％,是流域最主要的污染源。流域污染负荷远远超过了流域水环境容量,流域系统处于超负荷状态,需要通过削减鱼场排污以及提高自然村生活污水处理率的环境治理措施降低污染入河量;对于严重污染河段,需同时采用多种生态修复措施,提高流域的水环境承载力,维持流域社会一经济的可持续发展。     

土地利用变化对长阳县非点源污染负荷的影响研究

 利用输出系统模型,结合RS和GIS技术,对长阳县非点源污染负荷进行空间分布模拟和总负荷的估算。结果表明：①长阳县非点源污染负荷TN（总氮）,TP（总磷）从2000年到2006年呈逐步上升趋势,这种变化趋势与土地开发利用关系密切：在空间分布上,TN,TP由东向西纵深发展,污染负荷空间分布更加广泛;非点源污染负荷总量增加显著,2000年到2006年TN负荷增加幅度达到55.56%,TP负荷增加幅度为42.51%。②不同土地利用类型对非点源污染负荷总量的贡献率存在差异,对TN贡献率较大的土地利用类型是耕地、林地、草地;对TP贡献率较大的依次是林地、耕地、草地和建设用地。③不同土地利用类型对非点源污染负荷的贡献率也在发生变化,从2000年到2006年,耕地对TN的贡献率的变化最突出,上升了19%,草地贡献率下降了11%;草地对TP的贡献率变化最大,下降了18%,其次是建设用地,贡献率上升了5%左右。