基于SWAT模型的漳河流域面源污染模拟研究

以漳河流域为研究区域,建立SWAT模型对面源污染进行模拟分析,对该地区污染控制提供依据。根据水文站1960~2014年的实测数据,对模型进行率定和验证来模拟研究与分析。该模型对漳河流域的适合性较强,可用于该流域的面源污染的模拟研究。对污染负荷分布规律进行分析表明,污染负荷与该区域降雨量、坡度、土壤侵蚀性和农业生产有着密切的关系,控制面源污染关键在于减少流域内的水土流失,降低土壤养分流失、减少农业用肥量和加大绿化带面积可有效控制该流域的面源污染。     

沙颍河流域面源污染负荷空间分布特征研究

沙颍河是淮河流域污染较为严重的河流。为正确分析沙颍河流域的面源污染负荷空间分布情况,在已有研究的基础上,采用改进的输出系数模型中农村生活废水、农田化肥流失、畜禽养殖流失、水土流失污染负荷、城镇地表径流污染模型5个模块,对流域面源污染空间分布进行了模拟和负荷估算。研究结果表明,4类污染物(COD,TP,TN,NH3-N)负荷量最大的区域为上游,其次为中游;单位面积负荷量最大的区域为中游。根据分析结果,确定沙颍河中游为今后重点污染治理的对象。     

未来气候变化影响下的流域面源污染负荷特征响应评估

针对流域面源污染负荷在未来气候变化影响下的变化特征,以我国新安江上游率水流域为例,使用通用流域污染负荷模型(GWLF),对其2000-2013年的水量及总氮、总磷面源污染负荷通量进行了模拟,并解析了其负荷来源分配。在此基础上,基于政府间气候变化专业委员会(IPCC)的气候变化评估报告结果,利用GWLF模型分析了到21世纪20年代、50年代、80年代在A1FI(最高排放)和B1(最低排放)情景下,率水流域的水文及总氮、总磷面源污染负荷特征变化。结果表明:未来气候变化对流域水文及面源污染负荷特征均有一定影响。年水资源量先减少后增加,地表径流量和蒸发量逐渐上升而地下水量逐渐下降。到2080s,A1FI情景比B1情景有更多的水资源量。年总氮通量先增加后减少,在2050s最高,而年总磷通量则逐渐增加,且两种污染物均在A1FI排放情景下有更高的污染负荷量,表明人类温室气体的排放会潜在地增加流域水体面源污染负荷。     

QUAL2Kw-GWLF模型联用在新安江干流黄山段的应用研究

在新安江干流黄山段进行通用流域污染负荷模型(GWLF)与一维河道水质模型(QUAL2Kw)模型联用研究,以实现水质模型在面源污染为主导的河段开展应用。将GWLF模型的面源负荷结果作为QUAL2Kw模型的面源输入,结合点源排放数据,进行水质模拟。结果表明:通过与GWLF模型联用,QUAL2Kw模型能够较好地模拟出河道水质状况。干流面源污染对街口断面活性CBOD、总氮、氨氮、硝态氮的占有比例最为显著,分别占到全部负荷的31.78%、45.85%、23.11%、70.86%。上述各污染源对街口断面污染物的占有比例有利于相关水质管理部门开展有针对性的污染减排措施,实现对流域水环境的有效保护。     

暴雨对梁子湖水动力和水质的影响研究

为了分析在暴雨条件下,流域面源污染对梁子湖水质的影响,采用分布式流域面源污染模型,结合湖泊二维水动力水质模型,以暴雨产生的面源径流和污染负荷作为水动力水质模型的边界条件,构建了包含暴雨径流-面源模型与二维水动力水质模型的梁子湖水质模型体系。采用梁子湖水质的实测资料对模型进行了验证,其结果为面源模型的误差在15%以内,水质模型误差在20%以内,表明模型能模拟暴雨条件下面源径流和入湖污染物输入时湖泊水动力及水质的动态响应关系。以2010年7月11日暴雨过程为例,利用所建模型对暴雨前后梁子湖水质变化进行分析。模拟结果表明,水质受暴雨及污染物的冲击影响较大。     

观音阁水库流域面源污染负荷的空间分布特征研究

基于观音阁水库集水区农业管理、土地利用与气象等数据资料探究面源污染空间分布特征,计算观音阁水库集水区COD、NH3-N、TP、TN污染物在城镇地表径流污染源中的排放负荷,然后利用GIS空间分析技术反映流域水土流失、化肥流失、禽畜养殖流失、固体废弃物、农村生活污水等污染分布状况。研究表明:对观音阁水库集水区面源污染负荷贡献最大的为禽畜养殖污染物排放量,细河支流区域范围的单位面积负荷量最大,沙河支流的面源污染负荷总量达到最大;今后观音阁水库集水区面源污染重点治理区域为清河支流与沙河支流,可为消减和防治太子河流域面源污染提供一定指导作用。     

小流域面源污染负荷精细化估算与实证研究——以成都市阳化河流域为例

精准估算沱江支流阳化河小流域面源污染负荷是制定水质达标方案的基础。运用改进的输出系数法估算阳化河流域面源污染负荷总量,并基于当月降雨量占年降雨量的比例对面源污染负荷年输出总量进行月份分配,获得精细化估算数据。结果表明：2020年流域内COD污染最严重,污染负荷总量为6 042.61 t,污染负荷主要分布在转龙镇、竹篙镇、禾丰镇、云龙镇和施家镇;污染物COD、氨氮和总磷主要来源于农村分散生活面源和规模化畜禽养殖;估算得到的面源污染负荷年内月份的分配结果与实测数据比较吻合,平均误差都<10%。研究结果可为流域水环境精细化管理提供数据支持。     

基于GIS的官厅水库流域非点源污染负荷计算研究

以官厅水库流域为研究背景,应用地理信息系统(GIS)技术进行了流域空间分析、水文过程模拟和非点源污染负荷计算的研究,为官厅水库流域面源污染治理工程提供了依据,可供干旱半干旱地区非点源污染研究借鉴.     

流域面源污染研究的新途径

江河流域面源污染负荷量是编制流域水资源管理及保护规划，采取污染防治措施的一项基础资料和依据。过去沿用的流域水文模拟，野外实没的方法、不适用 面积的江河流域。近年来由于地位信息系统（ＧＩＳ）的迅速发展和普及，结合而源模拟模型，可以估算出江河流域内各个地区的面源负荷量，本文介绍国外利用污染负荷筛选模型ＰＬＳＭ）的一些情况。     

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。     

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。     

妫水河流域农业非点源污染负荷估算与分析

本文利用改进的输出系数模型对妫水河流域农业非点源污染负荷进行了估算,并且分别通过三分法,即分区、分类、分期的方法对结果进行了分析。结果表明:(1)2017年妫水河流域农业非点源污染物TN和TP的负荷量分别为1 402 214.9 kg/a,279 629.1 kg/a;(2)流域内各乡镇TN和TP的负荷量差异较大,旧县镇、永宁镇所贡献的TN、TP负荷量最多且单位负荷强度最大,属于重点治理区域;(3)流域内对TN的贡献最大的污染源为农业种植,对TP的贡献最大的污染源为农村生活污染,这两个污染源属于优先控制的污染源;(4)TN、TP负荷与降雨量呈现正相关关系,降雨冲刷是导致的污染物负荷增加的一个主要因素。农业非点源污染的三分研究结果为妫水河流域非点源污染治理与农业结构调整提供了科学依据。     

丹江口水库入库非点源污染负荷的计算与讨论

正确估算丹江口水库入库非点源污染负荷对于水源区水环境保护具有重要意义。根据丹江口库区6条主要入库河流汉江、天河、堵河、丹江、老灌河、淇河控制水文站2013年逐日流量数据,采用数字滤波法对基流进行了分割。以逐日流量、河川基流量和代表污染物（CODMn和TP）2013年逐月浓度监测值为基础,采用通量法计算了背景污染负荷和点源污染负荷、非点源污染负荷。结果表明：（1） 6条河流入库流量占总入库流量的95.9%,非点源污染已成为丹江口水库水质变化的主导因素。（2） 汉江是入库污染负荷的最大来源,其次是堵河。（3） 由于非点源污染伴随降雨汇入河道,水库污染负荷主要集中于丰水期,2013年度丰水期CODMn和TP的比例分别达到了80.8%和90.9%。      

新安江流域安徽省地区水环境状况分析

统计分析流域内点源污染、面源污染产生量与污染物入河量的调查监测数据,结果表明:安徽省辖新安江流域点源入河系数约为面源入河系数2~3倍,点源污染是流域内主要污染来源,但面源污染的作用不容忽视,尤其是总磷,有近2/3来自面源,相对省辖淮河、长江两流域来说,面源污染贡献率明显增大。指出流域污染防治必须综合考虑点、面源污染两个方面;在点源污染不太严重的情况下,对面源污染的治理必须引起足够的重视,才能取得实效。     

基于水库流域非点源防治的用地规划

水体富营养化的一个重要原因是非点源污染。相对于点源而言,非点源控制难度较大。试图从非点源防治的角度,采用线性规划模型进行流域用地规划。列举横岗水库流域的用地规划进行污源预测以及环境容量计量。具体思路如下:①预测流域污染物产生量;②计算流域内纳污水体环境容量,分配点源与非点源环境容量;③通过线性规划,确定各种土地利用类型的面积大小;④根据纳污水体位置以及用地现状,确定各种用地类型的相对位置。     

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。     

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。     

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。