基于灰色聚类法的彭州市西河水库水环境质量评价

西河水库是彭州市的主要灌溉和饮用水源,湔江流域的非点源污染已严重影响了彭州市的饮用水安全。正确掌握西河水库污染物来源,合理评价西河水库水质质量及水环境质量,对保障彭州市居民饮水安全、维护彭州市社会稳定具有重要意义。本文采用水质指数法、灰色聚类法评价西河水库的水质与水环境质量。结果表明:西河水库水质呈现由库尾到坝前递减的趋势,说明西河水库的水质自净能力明显。西河水库2014—2017年大部分断面的水质等级均有所提高,其中1-1断面(主坝右坝肩)的水质最好,是西河水库理想的取水口位置。西河水库在水文年内呈现枯水期水质好、丰水期水质差的规律,其中4—9月的水质普遍较差,这也说明水库上游来水携带的污染物是西河水库水环境恶化的主因。     

基于Elman神经网络模型的西河水库水质评价

湔江流域的西河水库是四川省彭州市的主要灌溉和饮用水源,该流域非点源污染已严重影响了彭州市的饮用水安全。为正确地掌握西河水库污染物来源,合理评价西河水库水质及水环境质量对保障彭州市居民饮水安全、维护彭州市社会稳定有着重要意义。采用Elman神经网络模型对西河水库进行水质与水环境质量评价。结果表明:①西河水库水质呈现由库尾到坝前递减的趋势,说明西河水库的水质自净能力明显。②西河水库2014～2017年大部分断面的水质等级均有所提高,其中断面1-1(主坝右坝肩)的水质最好,是西河水库理想的取水口位置。③西河水库在水文年内呈现枯水期水质好、丰水期水质差的规律,其中4～9月的水质普遍较差,这也说明水库上游来水携带的污染物是西河水库水环境恶化的主因。④构建的Elman模型适用性较高,可以满足西河水库水质等级评价。该模型计算时间耗费不到10 s,运算效率远高于传统的灰色聚类法,具有一定的参考意义。     

植被恢复对非点源污染影响的SWAT模拟

以我国南方典型的水土流失区晋江西溪流域为例,运用非点源污染模型(SWAT),模拟不同植被恢复情景下的产流、产沙、非点源污染响应。结果表明:SWAT模型能较好的模拟植被恢复后流域产流、产沙、非点源污染的变化。将坡度大于15°的耕地还林后,流域年均产流、产沙、非点源总氮、非点源总磷污染可分别降低约0.632%、38.7%、34.9%、44.2%;流域年均产流量、产沙量、非点源污染量均为林地﹤草地﹤耕地。     

非点源污染河流水质的人工神经网络模拟

本文应用非点源污染河流水质的BP人工神经网络模型,模拟长乐江水体的总氮、总磷和溶解氧浓度的变化。通过模拟的水质参数相关性分析,协同非点源污染河流的机理性水质模型分析,确定适当的BP网络模型结构。采用实测的水质、水文逐月数据资料,对不同结构的BP网络模型进行了训练与验证。结果表明,相关性与机理性模型协同分析的方法,能较好地解决BP网络输入层参数的选择问题,所选择的参数较全面地表达了流域非点源污染发生的主要驱动因素和河流中污染物自净过程的主要影响因素。BP网络模型可以较精确地模拟非点源污染河流的水质变异,各水质参数模拟结果的平均相对误差在±10%以内。单隐含层结构的BP网络模型模拟结果比多隐含层结构模型结果更准确;单参数输出结构的网络模型模拟结果,优于多参数输出结构模型的模拟结果。     

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。     

三峡库区水环境模型系统构建

流域水环境受地形、气象、水文和社会经济等诸多方面的因素影响,其模拟分析是当前的研究热点也是一大难点。基于流域水循环机理,通过识别污染物主要来源和迁移途径,对流域及其内部发生的复杂污染过程定量化描述,构建了包含陆地模型、三维水动力模型和水质水生态模型的空-地-水一体化水环境模型体系,实现了大流域尺度水环境系统的高效模拟。通过模型条件节点和应用节点的协调运作,提升了水环境自动监控能力,实现了对全流域水环境状况实时模拟预测的业务化运行和突发事故的快速预警。将系统应用于三峡库区,验证了模型的有效性。研究成果可以为三峡库区的水环境管理提供可靠的技术支撑,对保障三峡库区水环境安全具有十分重要的现实意义。     

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。     

AGNNPS模型在小流域农业非点源污染中的应用

九龙江是龙岩、漳州和厦门3市的饮用水源,同时该流域又是近海流域.目前流域的农业非点源污染比较突出,因此,对九龙江流域农业非点源污染的研究,具有重要的现实意义和理论价值.AGNPS模型是美国研制的、专用于模拟小流域土壤侵蚀、养分流失和预测评价农业非点源污染状况的计算机模型.在九龙江上游遴选了一个典型农业流域--五川流域,将AGNPS模型全面、系统地引入到五川流域的农业非点源污染的模拟研究中.利用流域实测的数据,验证了AGNPS模型在该流域的适宜性.研究结果表明,模拟值与实测值基本相符,相关程度较高,该模型可以用于南方丘陵区小流域氮、磷流失的预测与评价.     

基于SWAT模型的枣阳市滚河流域非点源污染模拟与控制研究

枣阳市滚河流域畜禽养殖污粪和生活污水散乱排放,非点源污染严重,琚湾控制断面水质严重超标。基于实测水文水质数据,通过污染源计算和水质现状评价确定了流域水环境问题,以SWAT模型为基础,构建了枣阳滚河流域非点源污染模型,并对其进行参数率定与模型验证,模拟了2013-2015年流域COD和NH3—N负荷以及琚湾断面的水质变化情况。结果表明:2015年枣阳市COD和NH3—N负荷分别为49842. 92和6681. 08 t,研究区以非点源污染负荷为主,其中,畜禽养殖污染所占比例最大,COD和NH3—N对流域总负荷的贡献率为45. 62%和35. 68%,城镇和农村生活污水其次,种植业污染负荷较低。为此,提出了以非点源污染控制为主的流域水体污染物排放总量控制措施和负荷削减方案,并对各削减方案实施效果进行了模拟。     

小清河流域非点源污染负荷与降水关系研究

流域非点源污染造成了严重的水环境问题,为准确核算典型流域非点源污染负荷及为流域水环境治理提供支持和依据,以山东省小清河流域为研究区,采用SWAT模型及相关分析方法,研究了流域总氮(TN)、总磷(TP)营养物输出负荷时空变化规律以及营养物输出负荷与降水间的关系。结果表明:SWAT模型对小清河流域非点源污染模拟具有较好的适用性。汛期(7—9月)营养物输出负荷最高,占全年比重的50%以上,而TN是其中主要非点源污染物。TN、TP输出负荷空间分布相似,负荷较高的区域都主要集中在流域南部;该区域TN、TP输出负荷分别在69.72～235.30 kg/hm~2和0.93～4.73 kg/hm~2范围内。不同的土地利用氮输出负荷较高的依次为林地、耕地和草地,磷输出负荷较高的依次为林地、草地和耕地。流域氮输出强度与降水相关性强的区域主要集中在流域中上游,而磷输出强度与降水相关性强的区域则主要集中在流域中游。     

北江飞来峡库区典型流域非点源污染特征分析及模拟

为分析飞来峡库区典型流域非点源污染状况,开展社岗流域场次降雨径流水量水质监测试验,采用平均浓度法估算非点源污染负荷量,分析各场次降雨径流污染物特征并计算非点源污染贡献率,应用SWAT模型进行径流及非点源污染模拟。结果表明,径流量对SS、BOD_5等浓度和负荷量均有较强的主导作用,TN、NH_3-N等初期冲刷效应较为明显,污染物负荷量与径流量的相关性好于污染物浓度与径流量的相关性,各污染物的非点源污染贡献率均达到80%以上。SWAT模型径流模拟的率定期和验证期效率系数分别为0.85和0.73,表明所构建的SWAT模型精度良好。在污染物率定期,雨强较大的典型日污染物模拟效果最佳,污染物相对误差基本在10%以内,而在雨强较小时,TN、TP等均出现较大程度的低估现象;在污染物验证期,由于该时期正处于春耕施肥期,TN、TP模拟结果相对误差较大,且均为低估。总体而言,SWAT模型模拟精度良好,基本能反映该流域非点源污染状况,可为飞来峡库区流域的非点源污染模拟与控制提供参考。     

张家口冬奥会核心区非点源污染负荷估算

确定非点源污染负荷量对于张家口冬奥会核心区水环境安全具有重要意义。利用输出系数法,结合数字高程模型,根据2015年土地利用遥感数据及2007—2016年统计年鉴数据,计算了非点源污染输出负荷量和空间分布,分析了不同类型污染负荷的贡献。结果表明:(1)2007—2016年非土地利用因素污染源年输出的TN污染负荷量为1 154.25~17 540.39 kg;年输出COD污染负荷量为2 114.76~34 552.41 kg;年输出TP污染负荷量为51.29~842.54 kg;年输出NH₄+-N污染负荷量为34.40~514.88 kg。(2)土地不同利用类型输出的TN污染负荷量为33 372.94 kg;COD污染负荷量为21 453.45 kg;TP的污染负荷量为512.82 kg;NH₄+-N的污染负荷量为1 129.78 kg。(3)农业人口生活和耕地为输出非点源污染负荷量的主要污染源。(4)污染物输出负荷量的空间分布不均匀,东沟上游子流域和下游出口子流域的输出量比较高,太子城河中下游子流域输出负荷量相对较高。     

AGNPS模型在小流域农业非点源污染中的应用

 九龙江是龙岩、漳州和厦门3市的饮用水源，同时该流域又是近海流域。目前流域的农业非点源污染比较突出，因此，对九龙江流域农业非点源污染的研究，具有重要的现实意义和理论价值。AGNPS模型是美国研制的、专用于模拟小流域土壤侵蚀、养分流失和预测评价农业非点源污染状况的计算机模型。在九龙江上游遴选了一个典型农业流域——五川流域，将AGNPS模型全面、系统地引入到五川流域的农业非点源污染的模拟研究中。利用流域实测的数据，验证了AGNPS模型在该流域的适宜性。研究结果表明，模拟值与实测值基本相符，相关程度较高，该模型可以用于南方丘陵区小流域氮、磷流失的预测与评价。     

流域水环境数值模拟技术应用及研究展望

在气候变化与人类活动影响新形势下,流域水环境发生了很大变化。水环境数值模拟可以定量描述流域水环境演变过程,是水环境规划、管理与保护工作的重要研究手段。从地表水环境模型、地下水环境模型、流域非点源污染模型3方面,分类归纳了当前主要的水环境数值模拟技术;从流域水环境演变与调控、水利工程对流域水环境的影响研究、水污染防治工程设计、水资源保护规划与管理等方面,总结了流域水环境数值模拟技术的应用情况;最后分析了当前水环境模拟技术的不足,并对流域水环境数值模拟技术的发展趋势进行了探讨。     

基于SWAT模型的黑水河流域非点源污染控制方案研究

如何对非点源污染进行科学认识与有效控制已经成为流域污染防治的重要课题之一,不合理的土地利用方式是造成非点源污染的关键驱动因子。以四川省黑水河流域为研究区域,基于GIS平台建立了流域下垫面空间数据库,应用SWAT模型对黑水河流域及其子流域进行了年径流、泥沙及营养盐输出模拟,从土地利用方式改变对非点源污染影响的角度入手,设计环境保护规划方案,模拟了不同规划方案下黑水河流域的泥沙及营养盐输出情况,可为该流域非点源污染负荷的控制提供实际解决方案。     

分布式非点源有毒污染模型构建研究

在分布式水文模型ESSI基础上，以日为时间尺度，以DEM栅格单元为基本模拟单元，构建了区域尺度的长时期连续模拟的分布式非点源污染模型ESSI-2。模型具有完整的产流、汇流、产沙、汇沙、有毒污染物分解、输移及汇聚等完整的模拟过程。采用动态产流方案，即根据降雨特征和下垫面特征之间的动态对比关系动态选取产流方式。采用RUSLE模型计算泥沙剥蚀量，并根据产沙量与径流泥沙输移能力的对比计算泥沙输出量。模型充分描述了农药的降解、吸附、下渗、输移、汇聚等过程，因此可以对农药的输移过程进行模拟和时空分布分析。最后，以临沂流域为研究区，对模型进行了验证和应用。模拟结果表明，ESSI-2模型在临沂流域是适用的，能够应用于土壤侵蚀及农药输移过程研究。     

流域TMDL计划中的关键技术

阐述了流域TMDL计划中的关键技术问题,包括流域水环境特征识别、水污染现状分析、污染负荷估算、水文模型和点源污染物削减分配模型构建、非点源污染削减措施制定、点源和非点源削减措施实施效果评估等,分析了这些技术的应用情况,指出了我国制定和实施流域TMDL计划时应注意的相关问题。     

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。     

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。     

应用输出系数模型估算赣江下游非点源污染负荷

为了对赣江流域非点源污染排放负荷进行宏观评估,在已有研究的基础上,建立了改进的输出系数模型。通过分析赣江下游地区土地利用、农业人口和畜禽养殖等基础资料,确定了赣江下游各污染源产生的污染负荷量,并通过峡江和外洲两个水文控制站的实测数据,确定了赣江下游流域污染物迁移过程中的降雨影响系数和流域损失系数。用建立的模型计算了赣江下游非点源N、P污染负荷模拟值,并与实测污染负荷量进行了比较。结果表明,模型模拟精度较好,适合用于区域非点源污染负荷估算。