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。     

TMDL计划的背景、发展进程及组成框架

美国环保局(EPA Environment Protection Agency)最早于1972年的《清洁水法》中提出 TMDLs(Total Maximum Daily Loads),TMDL为最大日负荷总量。在美国实施TMDL计划后,在点源和非点源污染综合控制方面成效显著;重点介绍其计划背景、发展进程、组成框架。     

最大日负荷总量计划在非点源污染控制管理中的应用

概述了美国环保局提出的最大日负荷总量(TMDL)计划的背景、发展进程、组成框架,介绍了TMDL计划的主要内容、如何确定水质关键管理区,以及TMDL计划中评价污染源并估算污染负荷容量的方法。最后对我国非点源污染控制管理提出建议:分地区、分重点、分阶段地实施开发TMDL计划,注意开发简单、实用、经济的估算负荷量的模型与技术手段,在总量控制范围内,应保证TMDL计划与其他控制措施相结合,计划中应包括公众参与和评论等。     

柳河流域特征污染物负荷模拟及污染源解析

基于通用流域负荷模型(GWLF模型),选取柳河流域为研究对象,利用2006-2014年的水文水质数据进行水文化学过程的模拟,评估流域节点断面的月径流量及特征污染物负荷通量,根据模型结果分析了特征污染物的污染来源及贡献率。结果表明,从年际变化上看,COD、氨氮和总氮的总负荷通量近年来有所下降,总磷的总负荷通量呈逐年上升趋势。从年均水平上看,COD、氨氮的点源污染与非点源污染贡献率相差不大,均接近50%;总氮的非点源污染贡献率远远高于点源污染,贡献率高达79.6%;总磷的污染来源主要为点源污染,贡献率高达74.9%。根据特征污染物的污染源解析结果,提出有针对性的削减和控制污染的措施,为流域水污染管控提供依据。     

基于最大日负荷量的流域污染控制措施——以太湖新孟河流域为例

以最大日负荷量（TMDL）计划理念为基础,利用太湖新孟河流域水文水质、污染源资料,对照水功能区的水质要求,对基于月水平的流域最大日负荷量进行了计算分析,提出了基于TMDL值的污染控制措施。结果表明：该流域全年TMDL值变化幅度较大,面源为该区域水质的主要污染源;面源污染负荷量在不同月份差异明显;根据污染物削减量的计算结果提示,并非每个月都要按照统一的削减标准进行排污控制,可根据TMDL计划科学利用和调控水环境容量,既促进环境保护又推动社会经济的和谐发展。     

率水流域非点源污染分析及施肥措施模拟

率水流域周边农业用地施用的大量化肥为流域内非点源负荷主要来源之一,研究该流域内不同施肥措施对其下游千岛湖水体中氮磷污染控制具有重要意义。通过搭建率水流域SWAT模型,设置化肥减量,粪肥替代和深层施肥3种施肥情景,探究其对流域非点源污染输出的响应特征。结果表明:化肥减量50%可减少约9. 77%的总氮负荷和4. 42%的总磷负荷,粪肥替代化肥对于氮磷负荷的削减率较低,深层施肥的总氮负荷削减率远低于总磷,化肥减量和深层施肥联合措施可分别降低10. 11%和3. 38%的总氮、总磷负荷,即为流域内施肥措施的最佳方案,同时基于SWAT模型的施肥情景模拟对削减流域非点源污染具有参考意义。     

流域污染负荷分割研究

根据排放方式的不同，水体污染可以分为点源污染和非点源污染两大类。鉴于产生机理、污染特性、污染范围等方面的不同，两类污染在区域内各自所占比重、防治方法等亦有所区别。在现实环境保护工作中，为了使污染防治措施更有针对性，有必要了解区域内两类污染各自所占的份额。以渭河流域陕西段为实例，分别运用径流分割法、降雨量差值法对流域内1991～1999年污染负荷进行了分割，并进行相互比较。结果表明，两种方法可以从不同的侧面分别对流域污染负荷进行分割，且两者分割结果相近，可以为流域污染防治政策的制定提供参考；流域内两类污染负荷所占比重大体相当，枯水年点源污染比重略高，而丰水年非点源污染比重较大。     

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。     

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。     

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%。     

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STELLA和输出系数法的流域非点源负荷预测及污染控制措施

以汾河流域为研究对象,综合考虑非点源污染与农村生活、社会经济、土地利用之间的因果关系,利用输出系数法和系统动力学理论建立流域非点源污染的STELLA模型,对汾河流域非点源污染TN负荷进行估算,并提出缓解方案。结果表明,2014年汾河流非点源污染TN负荷为8.961×10~4t,农村生活污染贡献最大;当前发展模式无法实现TN负荷的有效控制,至2030年将增长6.83%;强化农村水废处理和改善土地利用方式对TN负荷有明显的削减效果,且综合型发展方案比单一倾向性措施更具现实意义。     

乡村河流生态的保护途径 ——流域非点源污染防治

随着点源污染控制的加强,非点源污染逐步成为我国乡村流域污染物构成的主体。在分析乡村流域非点源污染主要类型以及非点源污染对乡村河流生态系统影响的基础上,提出建立流域层面上的农村非点源污染管理模式,着重分析了最佳管理措施BMPs相关技术并建立了在流域层面上管理乡村河流的工作步骤,该工作流程有助于建立乡村非点源污染防治规划的框架体系。     

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。     

基于GWLF模型的流域总氮负荷模拟及污染源解析

污染物来源的定量解析,是污染物削减方案制定及控制措施优选的重要依据。选取了GWLF(Generalized Watershed Loading Functions)模型,对其农村生活及畜禽养殖模块进行改进,模拟了柳河上游的月径流及总氮负荷,并基于模型结果分析了各污染源的贡献率及其季节性差异。除个别汛期峰值月份模拟值偏低外,模型对月径流及总氮负荷模拟效果较好。污染源解析结果表明:总氮污染源贡献率季节性差异明显,总体上,非点源污染的贡献率在汛期要高于非汛期;点源污染在非汛期的贡献率远高于汛期,是非汛期的最主要的污染源。为了有效地削减和控制柳河流域氮污染,在负荷削减方案制定及控制措施选取中应充分考虑汛期与非汛期污染源组成的差异。     

基于SWAT模型的绍兴市非点源氮关键源区识别

为解决大尺度城市非点源污染的定量难题,引入SWAT分布式水文模型,借助流域边界确定法,将绍兴市的非点源污染问题转化为流域非点源污染问题,并利用2011年月水质监测数据,对模型的参数进行了率定,氨氮和总氮在校准期与验证期的相对误差均低于30%,说明建立的SWAT模型满足研究区非点源污染的定量精度。以1992年~2011年降水为驱动,对流域尺度的非点源进行了分布式模拟,利用地统计学分析方法(Geography Statistic Method,GSM)分析了绍兴市非点源氮的时空分布特征,识别出了非点源氮污染关键源区,为绍兴市非点源污染的削减与控制提供依据。     

农业非点源污染问题研究

非点源污染是我国水体污染的主要来源之一,而农业非点源污染物流入是非点源污染的一个重要组成部分。文章具体阐述了近年来小流域农业非点源污染负荷影响因素的研究进展情况,并概述非点源污染模型的国内外发展历程,提出小流域农业非点源污染的控制措施。     

基于污染负荷计算分析的茅洲河流域水环境治理效果评估

为定量评价茅洲河水环境综合治理效果,本文根据2016—2020年茅洲河水质监测数据、流量和降雨资料,计算了该时期内茅洲河污染负荷总量,并对点源、面源和内源污染负荷分别进行了计算。结果表明,随着茅洲河流域相关水环境治理工程的实施,点源污染在污染负荷总量中的占比大幅降低,而面源污染在污染负荷总量中的占比逐年增加;经过治理,至2020年已削减89.3%的污染负荷总量,其中点源负荷削减比例达到97%左右,面源削减比例达到80%,内源污染基本全部消除,说明茅洲河综合整治项目治理效果显著。     

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。     

流域非点源污染模型研究进展与发展趋势

在简述非点源污染及其特点的基础上，重点论述了流域非点源污染模型的研究进展、存在问题与未来发展趋势。