不同降雨水平年条件下旱作玉米面源污染试验

为研究不同降雨水平年旱作玉米农业面源污染流失特征,选取辽河流域昌图县玉米地试验田进行面源污染试验,对比分析了其在2013年丰水年和2014年平水年的面源污染流失规律。结果表明,对所选试验地点(坡度0.5‰,种植玉米),在前期降雨量比较少的条件下,中雨很难产生径流污染,但是在前一场次降雨量较大时,中雨也会导致产流,形成面源污染流失。2013年玉米生长季TN、TP和CODCr的输出系数分别为5.46kg/hm2、0.57kg/hm2、25.79kg/hm2,而2014年的输出系数分别3.14kg/hm2、0.27kg/hm2、19.62kg/hm2,较2013年都有所增加,即丰水年产生的面源污染相对平水年较多。     

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。     

潭江泗合水流域降雨径流非点源污染特征分析

以广东省江门市潭江泗合水流域为研究对象,对2014年5月两场降雨事件的水质、水量进行同步监测,研究降雨径流条件下非点源污染物的输出机理和时空变化规律。结果表明:BOD5、TN和TP表现出明显的初期冲刷效应;输出污染物中可溶性磷占TP比例较大,NH3-N在径流前半段表现出初期冲刷效应,后半段其质量浓度与径流量呈负相关关系;CODMn质量浓度呈波浪锯齿状变化,后期质量浓度变化受到壤中流主导退水过程的影响;各污染物通量变化趋势和径流量变化趋势大体相同,两者相关性显著;各污染物的输出质量浓度与TSS输出质量浓度无明显的相关性,表明悬浮物对其他污染物输出质量浓度的贡献相对较小。最后,根据实验结果以及实践经验提出流域管理建议。     

基于GIS的漳河上游城市非点源污染负荷估算

为了解漳河上游水污染成因,2017年对长治市城区典型功能区不同下垫面进行了11场降雨监测,分析了次降雨径流污染物平均浓度(EMC),采用平均浓度模型法估算了2017年漳河上游各城市非点源污染年负荷,并结合ArcGIS技术分析了各市县污染程度。结果表明:2017年,长治市城区降雨径流非点源污染较为严重;各功能区路面径流污染物的EMC值大于屋面,主要污染源为SS、CODCr、TN和重金属Cd;商业区路面SS的EMC值高达666.87 mg/L,工业区屋面Cd的EMC值是44.27μg/L,居民区路面CODCr、TN的EMC值分别为148.69 mg/L、6.273 mg/L。长治市城区非点源TN、TP、SS、CODCr、Cd、Cu、Zn和Pb年负荷入河总量分别为5.301 t/a、0.464 t/a、267.310 t/a、177.890 t/a、0.075 t/a、0.150 t/a、0.384 t/a和0.023 t/a;3种下垫面非点源污染年负荷入河贡献率顺序为屋面、路面、绿地。从空间分布方面来看,长治市城区污染的产出最多,武乡县产出最少。     

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。     

北京长河湾流域径流非点源污染总量估算

针对北京城区流域径流非点源污染问题,选择典型流域--长河湾作为研究对象,采用源类型方法对汇入该流域的雨水水质进行分析,估算单场降雨径流的污染负荷,从而推算出流域的年径流污染负荷总量,并建立了径流污染主要水质指标之间的量化关系.结果表明,道路及屋面径流雨水中主要污染物(CODer、SS、TN、TP)之间存在良好的相关性;长河湾流域的径流非点源年污染负荷总量巨大,对城区水系构成了严重威胁.     

岗南、黄壁庄水库上游流域非点源污染负荷估算

在岗南水库、黄壁庄水库上游流域,基于非点源污染现状调查评价,借鉴国内外研究中确定的不同土地利用类型非点源污染输出系数,采用输出系数法模型对流域非点源污染负荷进行了估算。结果表明,由于水土和化肥流失,自然土地和种植土地总氮和总磷的非点源污染负荷最大。估算结果为流域进行非点源污染综合治理规划提供了科学依据。     

农业非点源污染对岗南水库上游流域水环境的影响

通过对岗南水库上游流域农业生产活动的实际考察,分析了岗南水库上游流域非点源污染以及对岗南水库造成的影响,为滹沱河上游非点源污染控制提供依据。     

GIS在流域非点源污染研究中的应用述评

与传统的点源污染不同,非点源污染具有随机性、不确定性等特点,并与气候、土地利用等因素密切相关。非点源污染研究需要大量的具有空间分布特征的数据,应用于非点源研究的分布式数学模型对空间数据的处理提出了更高的要求,因此将GIS应用于非点源污染研究中具有其必要性。通过归纳总结国内外GIS在流域非点源污染研究中的应用现状,分析了GIS应用于非点源污染研究的主要方法和特点,并对今后的研究方向进行了探讨。     

抚河流域降雨、地形变化特征及其对非点源污染影响的初步分析

基于江西省抚河流域内25个雨量站20年(1986～2005年)的雨量观测资料,采用SWAT模型划分子流域,结合标准差分级法,对抚河流域降雨进行时空变化分析,利用ArcGIS对子流域平均坡度和降雨进行栅格加权计算非点源污染风险值,并据此将流域划分非点源污染风险等级,为流域降雨与地形变化特征分析,以及流域非点源污染的影响作出了有益的探索,可供同行借鉴.     

丹江口水库流域面源污染现状分析

从南水北调中线水源地丹江口水库的自然状况及面源污染现状出发,初步分析了水源地内的农业生产、水土保持等现状,并进一步分析了流域的面源污染成因以及管理上存在的问题,阐明了丹江口水库作为南水北调中线水源地的重要性,进而提出了加强流域内治理面源污染的一些相关措施等。     

Research on Runoff Sub-model of Non-point Source Pollution Model

Abstract

In light of the current ability to treat point source pollution, nonpoint source (NPS) pollution has become the primary cause of water pollution. In order to manage and control NPS pollution, we must conduct research on NPS pollution. An effective means for such an endeavor is to construct a mathematical model. However, in the present continuous time and distributed parameter NPS models, such as SWAT, parameter requirements are so numerous that their application is very difficult. In order to make such a model convenient for application, research was first conducted before constructing a new continuous time and distributed parameter NPS pollution model based on hydrodynamics. In this paper, as one of its sub-models, the runoff sub-model is introduced. This sub-model is composed of the SCS model and the water routing model that was constructed by the authors of this paper. This water routing model is based on Saint-Venant equations. Through Laplace transform and inverse Laplace transform mathematical modeling, the outflow hydrograph that is an S-curve was obtained. Then, the authors built the relation between S-curve and water- collecting area coefficient, from which the water routing model is derived. In order to calibrate and validate the new model, the authors applied it in the Guishuihe watershed with satisfactory results. The results show that it has value in application, especially in the area where data are scarce.     

强降雨过程中入库面源污染对库区水质的影响

为分析强降雨导致面源污染入库对库区水质的影响,以大伙房水库为例,构建库区三维水动力及水质模型,分析了强降雨过程中库区三维水动力及污染物浓度空间变化特征。结果表明:当入库流量较大时,库区水流场主要受吞吐流影响。污染团在水流输移作用下向下游迁移扩散,最大浓度及影响范围随时间先增加后逐步减小。当入库流量逐步减小时,吞吐流的影响逐步减弱,水流场变化受吞吐流和风生流共同支配。污染团在迁移过程中受此影响,浓度在三维方向呈现相应变化特征。研究结果可为制定更为切实可行的面源污染治理措施提供技术参考。     

湖北省农村地区面源污染现状分析

2005年,湖北省农村地区排放了6.18万t氨氮、23.93万t化学需氧量、18.73万t总氮和3.24万t总磷,农村地区面源污染的主要排放量已经超过了全省工业污染排放。全省每km2的国土需承担334 kg的氨氮、1 131 kg的化学需氧量、1 011 kg的总氮和175 kg的总磷面源污染负荷。湖北农村地区面源污染的主要特点为水产养殖污染比较严重、畜禽养殖污染过于分散、农村生活污染特别广泛。     

饮用水源地沙河水库污染源调查与保护研究

通过对沙河水库水环境污染状况调查结果表明,沙河水库的主要污染为农业面源污染,在保护水库水生态环境的基础上,从政策法规、生态保护和污染治理等方面探讨了饮用水源地污染治理措施,指出制定水源地保护规划的重要意义,并对加强饮用水源地的环境管理提出建议。     

Estimation of non-point source pollution loads with flux method in Danjiangkou Reservoir area,China

The estimation of non-point source pollution loads into the Danjiangkou Reservoir is highly significant to environmental protection in the watershed. In order to overcome the drawbacks of traditional watershed numerical models, a base flow separation method was established coupled with a digital filtering method and a flux method. The digital filtering method has been used to separate the base flows of the Hanjiang, Tianhe, Duhe, Danjiang, Laoguan, and Qihe rivers. Based on daily discharge, base flow, and pollutant concentration data, the flux method was used to calculate the point source pollution load and non-point source pollution load. The results show that: (1) In the year 2013, the total inflow of the six rivers mentioned above accounted for 95.9% of the total inflow to the Danjiangkou Reservoir. The total pollution loads of chemical oxygen demand (COD_Mn) and total phosphorus (TP) from the six rivers were 58.20 × 10³ t and 1.863 × 10³ t, respectively, and the non-point source pollution loads were 39.82 × 10³ t and 1.544 × 10³ t, respectively, indicating that the non-point source pollution is a major factor (with a contribution rate of 68.4% for COD_Mn and 82.9% for TP). (2) The Hanjiang River is the most significant contributor of pollution loads to the Danjiangkou Reservoir, and its COD_Mn and TP contribution rates reached 79.3% and 83.2%, respectively. The Duhe River took the second place. (3) Non-point source pollution mainly occurred in the wet season in 2013, accounting for 80.8% and 90.9% of the total pollution loads of COD_Mn and TP, respectively. It is concluded that the emphasis of pollution control should be placed on non-point source pollution.     

茜坑水库流域面源污染最佳管理措施研究

在点源污染得到控制后如何解决面源污染问题,是茜坑水库水质保护工作中的一项重要课题.借鉴美国应用最佳管理措施(BMPs)进行面源污染控制的成功经验,在茜坑水库流域内设计并建造两种串联式BMPs系统,包括滞留池、湿地、草沟以及生物滞流槽、生物滤槽等.实验结果表明,所建造的BMPs对TSS、BOD5、NH3-N和TP等典型的面源污染物都具有较好的去除效果.     

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。     

基于改进的SWAT模型农业面源污染变化规律数值模拟——以赣抚平原灌区芳溪湖小流域为例

以赣抚平原灌区内的芳溪湖典型小流域为研究区域,基于改进的SWAT模型,针对典型水文年年内不同降雨条件,模拟灌区氮磷面源负荷的迁移规律,同时对灌区农业面源污染负荷流失量的空间分布规律进行了模拟分析。结果表明,降雨是氮磷负荷流失的主要驱动因子,氮磷流失量随降雨的波动而变化,并与降雨同步达到峰值。因此,在灌区需加强汛期田间水肥管理,以减少氮磷的流失,提高肥料的利用率;在相同降雨条件下,研究区氮、磷负荷流失量空间分布差异较大,呈现出水系上游流失量多下游流失量少的趋势;在防控和治理灌区面源污染时,可适当考虑面源污染的空间分布规律,采用沿途生态沟渠和湿地对灌区内的面源污染负荷进行稀释和净化,以达到减轻和治理面源污染的效果。