桃林口水库流域氮磷污染负荷对土地利用的响应分析

非点源污染是目前水体污染防治的主要对象,土地利用方式与污染物流失量密切相关。以桃林口水库流域为研究对象,通过构建SWAT非点源污染模型对流域非点源污染负荷进行模拟,研究不同土地利用结构对子流域TN、TP流失率的影响,并定量分析了研究区在2014和2019年土地利用类型下TN、TP流失量的变化。结果表明：构建的SWAT非点源污染负荷模型适用于该流域的非点源污染模拟,在单一的土地利用类型中,污染物流失率排序为耕地>草地>住宅用地>林地,与相对应的单一土地利用类型相比,林地的组合能有效降低子流域的污染物流失率;不同土地利用类型的产污能力差异较大,林地的单位面积产污量最低,耕地最高,与2014年相比,2019年流域林地面积增加而耕地和草地面积减少,TN、TP负荷分别减少了34.43%、23.75%。研究结果可为桃林口水库流域的水环境管理提供科学依据。     

河流控制断面非点源和点源污染输送量分割方法初探

根据非点源和点源污染的产生机理,提出了一套计算河流控制断面非点源和点源污染输送量的分割方法。这套方法将全年分成无雨期和雨洪期两种时段,并根据引起非点源污染的大小程度将降雨分成三类,在控制断面开展典型监测,根据监测数据来计算场次洪水的总产污量．再从中分割出非点源产污量。此套方法简便实用,已在广东省鉴江流域进行了试验。     

透水性流域非点源产污模型的初步研究

产污量过程计算是流域非点源污染模型的一个重要组成部分. 通过对负荷率过程进行标准化处理，提出了一个简便易用的流域非点源产污计算模型，即标准产污量与净雨量相等，产污量过程与净雨过程一致. 实测资料检验表明，该方法可用于多种不同类型的污染物。     

太湖典型小流域磷素流失特征分析

以宜兴梅林小流域为研究对象,采用数理统计和系统分析的方法,对典型降雨事件中不同种土地利用类型的磷素流失特征进行分析。结果表明,非点源污染物的流失总量和污染物的质量浓度依赖于降雨过程的产流特征和复杂的下垫面要素特征;不同土地利用类型上的磷素流失随降雨程度的不同而不同,旱地地区表面的磷素最容易随降雨流失,而植被较密林地的磷素流失缓慢;林地等植被覆盖较好下垫面的磷素主要以PO4－P的形态随降雨径流输出;土地的施肥程度、有机腐殖质等对磷素流失的影响不同,地表的扰动程度也直接决定磷素流失的特征。建议根据土地利用类型,通过工程和非工程措施对不同降雨阶段的磷流失特征进行调控,以减少太湖流域的非点源磷素污染。     

SWAT模型在丘陵地区的非点源污染模拟研究

采用SWAT模型对苏南丘陵研究区进行非点源负荷模拟,对模型进行了率定、验证,在此基础上分析非点源污染与降雨径流的时间特性;比较不同土地利用情景下非点源污染负荷的变化;研究施肥对非点源污染负荷的影响;探讨不同管理措施对非点源污染的影响;为该区域非点源污染控制和综合治理提供科学依据。     

黄前水库上游流域农业非点源污染研究

以黄前水库上游流域为研究对象,选取三种典型农业种植模式(地瓜、麻栎人工林和板栗人工林),并以裸地为空白对照,在坡面尺度下探究农业非点源污染物随降雨强度、降雨量、径流量的变化特征和输出规律。同时,基于黄前水库上游地区典型农业措施径流小区监测结果,定量分析典型农业非点源污染物与降雨特征和径流之间的耦合关系,为山东省北方土石山区饮用水源地上游非点源污染控制与水源林配置及效益评价提供理论依据。     

不同土地利用类型降雨径流氮磷特征分析——以赣江下游地区为例

为研究赣江下游不同土地利用类型条件下农业面源污染的特征,分析了自然降雨条件下,不同土地利用类型（林地、蔬菜地、水田）的产流规律和降雨径流中氮、磷分布特点。结果表明,不同土地利用类型间地表径流产生量存在明显的差异,其大小依次为林地、蔬菜地、水田;降雨径流中氮、磷的浓度在降雨初期较高,短暂升高后,开始出现显著下降趋势,具有明显的初期冲刷效应;蔬菜地降雨径流中氮、磷浓度最高,其次为水田,而林地最低。研究结果可为防治赣江下游不同土地利用类型降雨径流中氮、磷流失提供参考依据。     

稻田沟渠施肥后降雨径流中氮素迁移规律研究

农田养分的大量流失已成为农业非点源污染的主要来源之一,针对施肥后降雨作用下农田沟渠氮素迁移规律的研究对农业非点源污染的防治具有重要意义。由于水稻生育后期施肥量大大减少,故以宜兴市何家浜上游的水稻耕作区为研究对象,重点对比分析了施肥后降雨作用下水稻生长前期沟渠水的氮素浓度分布特征,以及降雨径流过程中沟渠氮素的迁移规律。研究结果表明:(1)降雨量≤15 mm的限制型降雨事件中,处于施肥中期、末期的沟渠系统整个降雨过程中TN浓度波动范围较小;(2)水稻生长前期沟渠系统氮素输出的主要形态为NH4+-N和NO3--N,且降雨初期径流以颗粒态氮为主;(3)沟渠对氮素具有截留效应,沿沟渠水流方向氮素含量总体上沿程下降。     

深圳石岩水库流域降雨径流污染冲刷规律

以深圳市宝安区石岩水库流域为例,对流域内6条主要入库支流在不同雨强条件下的降雨径流和水质变化过程进行了连续同步监测,以COD和NH3-N为例,建立并验证了6个子流域非点源污染负荷累积模型和降雨径流污染物冲刷过程模型,分析和比较了各子流域非点源污染强度和污染物冲刷过程特征。监测与模型研究结果表明,7~8 d的干旱时间能累积起流域内最大可能非点源污染负荷累积量的80%;由于各子流域城市化程度、垃圾管理与水土保持水平不同,流域内非点源污染程度、产生原因与冲刷过程在空间上差别很大。     

水文模型在非点源污染研究中的应用

(一)前言非点源污染是指在降雨径流的冲刷和淋洗作用下,大气中、地面和地下的污染物进入江河、湖泊、水库和海洋而造成的水体污与点源污染(集中排放废污水)相比较,非点源污染的显著特点是:受不易准确预测的水文循环(主要是降雨转化为径流的过程)的支配,污染物来源和排放点不固定,排放具有间歇性。且污染负荷变幅大。此染,其形成过程如图1所示。按不同土地利用类型可分为:农业(农药、化肥等)、城市、林业、交通运输(公路、铁路、航远等)和矿山等非点源污染。     

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。     

澎溪河流域土地利用对非点源污染时空分布影响

基于流域DEM、土地利用和土壤数据构建澎溪河流域非点源污染SWAT模型,采用2009~2014年逐日实测资料进行模型的率定验证,模型率定期和验证期的决定系数R2和Nash-Sutcliffe效率系数ENS均在0.7以上,模拟结果可靠。利用所建模型分析了澎溪河流域不同土地利用类型的非点源污染负荷的时空分布。结果表明,流域非点源污染负荷年际分布不均,2010~2014年中2011年TN和TP负荷最大,分别为2 655.17 t和167.14 t;不同土地利用类型的氮磷负荷均集中在流域南部及沿河地势低洼区;在流域坡度和土壤类型相同的情况下,耕地的负荷最大,TN和TP的年均负荷分别为1 631.47 t和146.34 t。     

城市面源污染特征的分析

对城市面源污染物的种类、来源和危害,以及对受纳水体的影响两方面综合进行分析;系统归纳了城市面源污染特征的研究结果,得出结论:城市地表径流中污染物以悬浮颗粒物为主,其浓度明显大于城市污水;重金属及碳氢化合物浓度在数量级上与未经处理的城市污水基本相同;COD、BOD5、总大肠菌数、TN和TP都低于未经处理的城市污水;不同使用功能的地表降雨径流过程排污状况中,商业区污染负荷最大;城市地表径流污染物中的金属主要来自屋顶径流;碳氢化合物和铅主要是吸附在颗粒上,其他污染物浮动性较大。最后分析了城市面源污染的影响因素,如降雨强度、降雨量、降雨历时、城市土地利用类型、大气污染状况、地表清扫状况等。     

Method for calculating non-point source pollution distribution in plain rivers

The land area in a river network is divided into certain-scale square cells for the sake of precision, and, based on the physical mechanisms of rainfall-runoff processes and runoff pollution,the non-point source pollution from cells is estimated using the export coefficients of different land use types. The non-point source pollution from a land cell should all go into the closest river reach,so it is distributed according to the terrain of the plain fiver network area and the positions of land cells and river network reaches. A relationship between a single land cell and its pollution-receiving reach can be determined using this system. In view of the above, a spatial distribution model of the rainfall runoff and non-point source pollution in reaches of a plain river network area was established. This model can provide technological support for further research on the dynamic effects of non-point source pollution on water quality.     

建筑小区尺度下径流控制率与非点源污染负荷削减率协同关系研究

以陕西省西安市天福和园小区为例,基于SWMM原理构建了水质水量计算模型,借鉴国内外相似地区相关模型参数的选取并结合实测数据确定模型参数。设计了9种重现期和5种雨峰系数条件的45场降雨,以分析不同降雨条件下研究区域的径流控制率与非点源污染负荷削减率的协同关系。结果表明：相同雨峰系数降雨条件下,径流控制率与非点源污染负荷削减率呈线性关系,COD、TN、TP和TSS 4种污染物的拟合函数曲线的协同系数均大于0.989;雨峰系数对拟合函数曲线的斜率与截距影响不大;建筑小区尺度下径流控制率与非点源污染负荷削减率存在高度的线性关系,可根据径流控制率推算出污染负荷削减率。     

小流域氮流失特征及其影响因素

由非点源流失的氮是造成水体污染的主要因子之一，而土地利用方式往往对氮的流失产生重要影响。本课题在福建省九龙江流域遴选了4个不同土地利用方式的小流域，通过在自然降雨条件下现场采样与室内分析相结合，研究不同土地利用结构的小流域氮的流失特征和影响因素。研究结果表明：总氮、可溶态氮和泥沙结合态氮的浓度通常比径流先达到峰值，然后开始降低；氮的流失以可溶态氮为主(占73%～98.3％)，因此其流失量主要受径流量的影响与雨强关系不大；土地利用方式对氮的流失有明显影响，一般植被覆盖度提高可以降低流失，而农业活动会加剧流失；此外，在高植被覆盖度的天然林地，氮的流失呈现出以泥沙结合态为主。通过本研究可以看出土地利用结构的调整和合理布置是九龙江流域非点源污染控制的重点。     

灵武农场非点源污染特征分析及控制措施

农田污染是农业非点源污染重最主要的污染源,而土地利用方式又是影响非点源污染的关键因素。本文分别对生活污水、畜禽养殖、农田地表径流、水稻田排水、村镇地表径流和渔业养殖等6种非点源污染,采用等标污染排放法,并选取COD、NH3-H、TN和TP作为评价因子,对宁夏灵武农场的污染源进行调查和分析。结果表明:灵武农场各种污染物日排放量达到169万kg,其中COD的排放量占84.1%,6种污染源中地表径流占45.26%;TN和TP是主要污染因子,占60%以上,其中畜禽养殖污染源的TP达82.09%;若按照国标Ⅳ类水质要求,日等标总排放率将达3.28亿m3。根据灵武农场污染特点,提出了改善农村产业结构、发展生态农业和推进科学养殖等防治对策,实现无污染排放。     

Characterization of runoff from various urban catchments at different spatial scales in Beijing, China

In order to investigate the characterization of runoff in storm sewer from various urban catchments, three monitoring systems at different spatial scales have been installed separately. They have been held since July 2010 in urban area of Beijing (China). The monitoring data revealed that chemical oxygen demand (COD), total suspended solids (TSS), total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), and NH(3)-N values significantly exceed the Class V surface water quality standard developed by Ministry of Environmental Protection of the People's Republic of China (MEP). A surface solids buildup and wash off model for small watershed was adopted to analyze and discuss the process of a runoff pollutant discharge. More than a half of pollutant parameters presented a good fit to the model. However, a slightly worse-fit to the wash off model appeared in less than half of the data. Due to the influence of sewer sediments, sewer system characteristics, catchment characteristics, and other reasons, first flush was seldom observed in storm sewer runoff from these three survey areas. Meanwhile, the correlation between TSS and any other pollutant was analyzed according to cumulative load of pollutants in runoff events. An event mean concentrations (EMCs) approach was adopted to quantify the pollution of runoff. EMCs of various pollutants in storm sewer runoff between different rainfall events were slightly higher than the typical values observed in similar areas at home and abroad, according to other studies reported in literature. Based on quantitative analysis, it can be concluded that urban non-point source pollution is recognized as the major causes of quality deterioration in the receiving water bodies. This is after the point source pollution has been controlled substantially in Beijing. An integrated strategy, which combines centralized and decentralized control, along with the conditions of meteorology, hydrology, urban planning, existing drainage system, etc., will be an effective and economic approach to urban runoff pollution control.     

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。