苏州河水系非点源负荷模型研究及应用

开发了苏州河水系非点源负荷LOAD模型,对土地利用、降水量、人口密度和污染源进行分析,求得整个区域非点源的污染量.LOAD模型的计算结果为水质模型计算提供了定量化及较合理的非点源污染负荷数据,为正确估算苏州河水系污染负荷和水系水质奠定了基础,为有效控制和治理非点源污染提供了科学方法.

基于HSPF及回归模型的淡水河流域非点源负荷计算

应用分布式水文模型HSPF结合回归模型,对广东省东江流域中淡水河流域的非点源负荷进行计算.研究结果显示,模型较好地再现了悬浮泥沙(SS)、CODCr、NO3--N及TP在2010年内的通量随时间的变化过程.统计结果表明,淡水河流域的SS、CODCr、NO3--N及TP在汛期的通量对年通量的贡献十分显著,分别占年通量的86.81%、77.56%、69.83%和73.08%;NH4+-N和TN的计算结果与实测值之间拟合程度较弱,可能是由于这两类污染物与人类活动的点源排放关系密切,而本研究中所用回归方程只考虑了径流量与污染物通量之间的关系,并没有更多地考虑与人类活动相关的因素.

两种新型流域非点源污染负荷估算模型的比较

为探索简单快捷、实用性强的流域非点源估算模型,基于降雨量差值法的基本思想,应用径向基函数(RBF)神经网络和支持向量机(SVM)2种技术,以渭河流域历年降雨量资料为基础建立了相应的流域非点源污染负荷估算模型.并将2种模型估算结果与相关分析法估算结果进行了比较,综合分析渭河流域历年径流量与三者所推得的历年点源负荷的标准差.结果表明,支持向量机的估算结果最为合理,且计算简单,操作便捷,具有实用价值.

基于河流断面监测资料的非点源负荷估算输出系数法的研究和应用

由于缺少基础监测资料,大中型流域的非点源负荷的估算一直是国内相关研究的难点。本文提出以大中型流域为估算单元,综合考虑土地利用形式、水文地理条件等因素,建立流域非点源负荷输出系数法计算模型,利用河流断面的历史监测数据,通过水文分割和最优化数学方法进行参数率定,克服了非点源污染监测难度大,历史资料缺乏的困难。应用计算模型估算了辽河铁岭段的面源污染负荷,利用2009年污染物普查的相关数据进行验证,估算结果与污染普查估算结果相差小于15%。该种方法以水文监测资料和河流水质断面监测资料为基础,历史数据相对丰富,通过计算机编程进行计算,可实现对流域非点源污染的快速预测和分析。

城市非点源水污染负荷流出特性

对两个相邻但城市化程度不同的流域进行了同步的降雨时非点源负荷流出调查，以揭示城市区域非点源水污染物的流出特性．根据调查分析结果讨论了城市化程度与单位面积流出负荷的关系以及水质浓度与雨水径流之间随时间变化的关系．对流出负荷的成分分析结果表明，悬浮性物质占据总负荷的大部分。

基于SLURP模型和输出系数法的三峡库区非点源氮磷负荷预测

为研究三峡入库非点源污染的变化规律,以输出系数法为基础,引入污染负荷系数,建立了计算三峡库区上游流域非点源氮磷负荷的数学模型.将所建立的非点源负荷模型与分布式SLURP水文模型相结合,借助地理信息系统和遥感技术,对该流域土地利用/土地覆盖和气候特征下的流域水文动态过程,以及水文动态过程下该流域输入三峡库区的非点源氮磷污染负荷进行了相关预测和分析.预测结果显示:2020年由于该流域土地利用的变化,非点源氮磷污染的产生量略有减少,但地表径流量的增加使输入库区的非点源氮磷污染负荷有所增加;未来农田产生的污染物量有所减少,但农田仍然是形成氮磷负荷的最主要来源.

北京密云水库小流域非点源污染负荷估算

根据不同类型的非点源污染发生区,选择若干径流小区,进行降雨、径流量、径流水质同步监测,分析不同土地利用类型小区地表径流和泥沙中氮、磷的流失情况。根据地貌特征和土地利用情况,利用通用土壤流失方程和SCS法分别计算不同土地利用类型区土壤侵蚀量和径流量,分析氮、磷的流失特点。结果表明:坡耕地和荒草坡单位面积土壤流失量比较严重;村庄中溶解态氮的流失量最多;村庄和坡耕地是氮、磷流失的重点区域。

密云水库潮白河流域非点源污染负荷

利用密云水库两大入库河流─潮河和白河的常规监测数据,引用平均浓度法,估算流域非点源污染负荷,结果表明,73%COD、71%BOD、94%NH3-N、75%T-N及94%T-P来自非点源污染,非点源污染是造成水库污染的主要原因。流域非点源污染的发生具有明显的地域分异特征。CODMn、BOD5等有机物主要来自白河流域,这可能与白河流域水土流失严重有关。而NH3-N、T-N及T-P等营养物质主要来自潮河流域。

三峡库区非点源氮磷负荷研究

掌握非点源污染形成的机理和变化规律是控制和治理非点源污染的关键。三峡水库非点源污染物来源范围广，每年随上游来水输入库区的非点源污染物成为三峡入库非点源负荷的主要部分。为研究三峡入库非点源污染物负荷变化规律，以SLURP水文模型和输出系数法为基础，建立了长江重庆寸滩断面以上流域的非点源污染负荷模型，模型在模拟计算1996～2002年寸滩断面入库非点源TN年负荷和非点源TP年负荷时，除1998年非点源TP负荷计算误差高于50％外，其它各年非点源TN负荷和TP负荷计算误差基本上小于30％，具有较好的模拟计算效果。该模型的建立和应用将为流域的有关管理部门提供该流域非点源污染控制和治理的决策依据。

小流域非点源污染负荷流失特征监测研究——以广东省珠海正坑小流域为例

以广东省珠海正坑小流域为例,通过对小流域次降雨事件中径流流量及其非点源污染物浓度随降雨—径流过程的变化的监测研究发现,径流初期流量急剧增加,达峰值后逐渐衰减;污染物浓度变化与流量变化趋势基本相似,除可溶磷、CODCr和BOD5在整个过程中变化比较平稳外,T—N,NH4+—N,T—P,NO3-—N以及SS的浓度峰值几乎同时出现,所不同的是污染物浓度峰值均比径流流量峰值提前,待污染物峰值出现后,随即开始衰减。

浏阳河土地利用变化对非点源污染负荷的影响

以红壤丘陵区典型流域——浏阳河流域为研究区域，利用1986、2000、2005年3个时段的土地利用数据，分析土地利用方式的变化，并结合土壤普查图和降雨数据，在RS和GIS的支持下，利用长期水文影响评价（L—THIA）模型，评估区域长期水文响应，采用相似流域的营养盐输出系数估算非点源污染负荷。结果表明，从1986～2005年期间，林地和草地有向城镇、农村居民点用地和农业用地转化的趋势，其中农业用地由13．75％增加到20％左右，城镇用地和农村居民用地分别由原来的1．34％和0．10％变为2．56％和0．80％，期间非点源污染敏感区面积不断扩大，污染负荷不断增加，TN由1986年的675．56t增加到2005年的1001．02t，TP从15．52t增加到了23．41t。

基于L-THIA模型的温榆河流域非点源污染负荷变化分析

为研究温榆河流域城市化过程中土地利用变化对非点源污染负荷的影响,基于GIS(地理信息系统)和RS(遥感),利用二次开发改进后的长期水文影响评价(L-THIA)模型,采用实地测得的EMC(事件平均浓度)数据,模拟了1992年和2009年非点源污染负荷量。结果表明,1992—2009年的城市化过程中商业用地、交通用地和住宅用地分别增加了13.95%、20.46%和85.76%,农业用地和水域分别减少40.04%和9.64%,导致非点源污染负荷量(总磷除外)明显增加。其中,总氮增加了3.31%,氨氮增加了12.20%,BOD5(5日生化需氧量)增加了11.87%,CODMn(化学需氧量)增加了7.62%,TOC(总有机碳)增加了15.46%,总磷下降了12.84%。交通用地、商业用地的非点源污染产出能力最强,应该成为非点源污染的重点控制区域。

海河流域种植业非点源污染负荷量估算

建立种植业输出系数模型,从省级行政区和水资源三级区两个层面分别估算了2007年海河流域地表径流和地下淋溶两种方式总氮和总磷的流失量及流失比例。2007年,全流域地表径流总氮流失量为51 966 t,总磷为7 976 t。从各省来看,河北省所占比例最大,总氮流失量占57%,总磷占58%;从三级区来看,徒骇马颊河平原和黑龙港及运东平原所占比例最大,分别占总氮流失量的20%和15%,总磷流失量的20%和16%。全流域地下淋溶总氮流失量为195 875 t,总磷为140 t。从各省来看,河北省所占比例也是最大,总氮流失量占55%,总磷占53%;从三级区来看,徒骇马颊河平原和黑龙港及运东平原所占比例也是最大,分别占总氮流失量的19%和13%。

地表水非点源污染负荷计算方法探讨

以多年河流统计监测资料为基础,运用两点法,考虑非点源影响,逆推计算,求得地表水非点源污染负荷。以吉林省为例,分析了吉林省4大水系15条河流65个监测断面2000~2004年统计资料,运用两点法确定吉林省主要河流COD衰减系数(K),逆推计算得到吉林省非点源污染负荷为1443.711m3/s,其中松花江水系802.93m3/s,图们江水系108.369m3/s,辽河水系372.392m3/s,浑江、鸭绿江水系160.02m3/s。非点源污染负荷是点源污染负荷的57.14倍,成为吉林省地表水环境主要污染源。

汉江中下游土壤侵蚀及颗粒态非点源磷负荷研究

以汉江中下游为研究区,考虑流域内部地理要素和时空过程的异质性,划分子流域作为基本的响应单元,利用2007年Landsat TM影像、DEM、土壤、气象和社会经济数据等,建立了流域基础数据库。在此基础上运用ArcGIS 9.2和Erdas 9.2计算得到流域降雨侵蚀力因子R,土壤可蚀性因子K,坡度坡长因子LS,经营管理因子C,水土保持因子P等,采用USLE和颗粒态非点源负荷经验方程,分别探讨了汉江中下游土壤侵蚀及非点源磷负荷的空间分布特征。结果表明:汉江中下游土壤的侵蚀模数为867.55 t/(km2.a),属于轻度侵蚀,但依然有5.69%的区域侵蚀模数大于2 500 t/(km2.a)。流域内由于土壤侵蚀导致的颗粒态非点源磷负荷流失量达8 496.79 t/a,其中南河、唐白河、蛮河等支流的非点源流失状况最为严重,最高单位负荷量可达8.42 kg/(hm2.a)。非点源负荷产生的关键源区主要分布在神农架林区、房县、保康等山地丘陵以及南阳盆地等农业生产区,因此增加植被郁闭度,控制坡地耕作,科学施肥,防止水土流失对于控制非点源污染有着重要意义。

非点源污染负荷预测研究现状及发展趋势

简要回顾了非点源污染负荷预测的发展历程,对国内外在该领域的研究现状及发展趋势作了较全面的分析与展望.介绍了4种非点源污染负荷预测新方法:人工神经网络预测法、偏最小二乘回归预测法、支持向量机预测法、自记忆原理预测法.指出了现状研究的不足之处,今后研究的重点包括非点源污染负荷迁移转化规律及其机理研究、基础数据库的建立、控制管理措施的优化、不确定性分析方法的建立、预测模拟新方法的研究.

密云水库小流域非点源污染负荷估算研究

采用Johnes输出系数法以及SCS径流曲线和通用土壤流失方程估算法,对密云土门西沟小流域非点源污染负荷进行估算。结果表明,土门西沟小流域内附着态污染负荷的输出量是溶解态污染物输出量的3倍多,而附着态污染物输出量的大小主要由土壤侵蚀量决定,因此,控制流域内非点源污染的关键是加强该区的水土保持防治工作。Johnes输出系数法可用于观测资料比较缺乏的流域,而SCS径流曲线和通用土壤流失方程估算法除了可以估算总氮、总磷的含量外,还能分别估算出溶解态氮、磷和附着态氮、磷的量,使得防治非点源污染的措施可以更加有针对性。

太湖流域土地利用变化对非点源污染负荷量的影响

以水环境问题严重的太湖流域为研究区,通过选取1985年和2000年的TM/ETM土地利用解译数据,分析其土地利用变化的模式,应用L-THIA(Long-Term Hydrologic Impact Assessment)水文模型,模拟不同时期土地利用条件下径流量与营养盐负荷的变化。结果显示,2000年与1985年比较,土地利用变化表现为城镇用地向耕地扩张,由此导致年平均径流量增加2.79%;城镇用地的TN和TP分别增加467.952t和30.587t,耕地的TN、TP的减少量分别为384.885t和30.112t;林地的TN、TP有少量增加,分别增加了3.437t和0.093t;整个太湖流域的TN、TP分别增加了86.503t,0.568t。受土地利用变化分布特征的影响,苏锡常区、湖西区和浦东浦西区TN、TP负荷量变化最为显著,其城镇用地TN、TP分别增加了37.10%、34.81%和24.3%。

海河流域农村生活非点源污染负荷量估算及环境风险分析

分别建立了农村生活污水、生活垃圾和人体粪尿输出系数模型,从省级行政区和水资源三级区2个层面分别估算了海河流域农村生活各类污染物负荷量及比例。2007年,海河流域农村生活非点源污染负荷总量TN322×104t·a-1,TP62×104t·a-1,COD210×104t·a-1。其中,生活污水污染物负荷量TN3×104t·a-1,TP0.36×104t·a-1,COD30×104t·a-1;人体粪尿污染物负荷量TN278×104t·a-1,TP48×104t·a-1,COD180×104t·a-1;生活垃圾污染物负荷量TN41×104t·a-1,TP14×104t·a-1。从各省来看,在农村生活非点源污染负荷总量中,河北省所占比例最大,为57.69%,这是由河北省农村人口数量最多决定的。从水资源三级区来看,在农村生活非点源污染负荷总量中,徒骇马颊河平原所占比例最大,为15.54%;其次是黑龙港及运东平原,占11.57%。在非汛期,农村生活非点源污染的影响微乎其微;在汛期,特别是发生强降雨时,农村生活非点源污染对水体污染构成一定的威胁,尤其以生活垃圾的环境风险最大,这是由目前生活垃圾的处理和堆放方式决定的。

北运河下游流域典型设施农田非点源污染负荷定量化研究

为定量研究北运河下游流域设施农业非点源污染负荷情况,选择北辰双街大棚葡萄示范园为研究对象,通过对降雨径流污染负荷模型(SCS模型,USLE模型,吸附态N、P污染负荷模型以及溶解态N、P污染负荷模型)和灌溉污染负荷模型(改进的输出系数法模型)进行研究与修正,对径流和灌溉过程进行模拟分析,估算大棚种植区的污染负荷。结果显示,研究区雨季吸附态N、P输出负荷分别为40.98和1.42 kg·a-1,溶解态N、P输出负荷分别为628.77和4.57 kg·a-1,灌溉期TN、TP、NH4+-N和NO3--N输出负荷分别为182.15、2.56、60.49和62.82kg·a-1。示例验证表明所建模型具有较好的模拟效果,可进一步推广应用。