城市非点源污染模型研究进展

回顾了城市非点源污染模型的发展历史,分析了能够模拟城市非点源污染的7个国外模型(SWMM、STORM、SLAMM、HSPF、DR3M-QUAL、MOUSE和HydroWorks)的特点、适用性和局限性,介绍了国外城市非点源污染模型不确定性研究方法和成果以及城市非点源污染分析概率模型,总结了国内城市非点源污染模型的研究成果.指出国外城市非点源污染模型在污染物累积和冲刷、泥沙和污染物运移、污染物的生化反应等方面模拟能力不足,而国内城市非点源污染模型多是经验模型,模拟面积较小,模拟精度较差.提出未来城市非点源污染模型研究应提高泥沙和污染物的模拟能力,探索无资料和不完全信息下城市非点源污染的模拟和预测,加强城市非点源污染随机性模型的研究,发展城市非点源污染模型与GIS的耦合应用.     

城市化对水体非点源污染的影响

非点源污染现已成为世界上许多国家水体污染的重大污染源.长期以来,农业非点源污染受到高度重视,城市非点源污染的研究相对较少.而城市化是当今土地利用变化影响水质、流域的水文和其他物理特性以及发生潜在非点源污染的突出形式.城市化对水体非点源污染的影响,主要体现在使非点源污染的"源"、"过程"和"汇"发生了变化.本文从描述-预测评价-应用的角度总结了国际上城市化对城市水体非点源污染影响的研究.目前主要侧重于用模型来描述城市化对城市非点源污染过程的影响,模拟预测非点源污染物的负荷等.从景观生态学格局与过程的角度,探讨城市化和城市非点源污染之间的关系.城市化带来的城市景观格局的时空变化对城市非点源污染的综合影响研究是今后发展的一个方向.     

近三十年中国非点源污染研究现状与未来发展方向探讨

非点源污染是我国面临的重要环境问题之一,其影响范围广,污染不易控制,因此受到研究者和管理者越来越多的关注.中国非点源污染研究呈起步晚、速度快、范围广的发展特点,近十年来相关论文发表已达到一定数量,但是现有研究多是针对非点源污染体系中某些方面进行探究,缺少从全国尺度和长时间序列角度对我国非点源污染研究现状的梳理和总结.本文从全球主要文献库中检索了1988—2018年我国非点源污染的相关文章,挑选出1354篇文章进行统计分析,对于年发文数量、研究区所属省份、研究区所属流域、研究对象和研究方法分别进行统计展示.对我国近三十年非点源污染研究现状与存在问题进行总结,其中农业非点源污染需要继续深入探究其机理,城市非点源污染研究深度不足,研究地区有较大差异,研究方法存在复杂性与实用性的矛盾.未来中国非点源污染研究仍会以农业和农村非点源为主要研究对象;城市非点源将得到进一步发展;非点源污染物的防治与利用将成为重要的研究目标和研究方向;在国家实施的长江大保护战略及黄河生态保护高质量发展战略中,非点源污染也是关键研究问题;全球变化对非点源污染的影响也将是未来研究不可忽视的问题.本文对近三十年中国非点源污染研究规律进行了总结,探究发展变化原因,并提出未来发展方向,为污染源控制以及污染管理提供科学建议和决策支持.     

地表水环境非点源污染研究的进展与展望

随着点源污染的有效管理和控制,非点源污染已经成为导致地表水环境污染的主要原因。本文在概述地表水环境非点源污染的概念、分类、特征、及典型发生方式基础上,从模型化、径流研究、水体富营养化、非点源毒性污染物、新技术应用、调控与管理等角度对国内外地表水环境非点源污染的研究进展进行了综述。并展望了其未来研究的五个方向:建立集成化的非点源污染模型软件;加强非点源污染物的毒理学研究;重视高速公路和城市路面的非点源污染;利用生物工程技术控制和治理流域非点源污染;以及在总量控制的背景下,制定排污交易政策。     

城市非点源污染特征及控制管理

随着点源污染控制的不断完善,城市非点源污染成为城市水体的重要污染源。本文从非点源污染的概念入手,从汇水面性质、水文响应、污染物种类等方面阐述了城市非点源污染的特点,总结了控制非点源污染的技术性及非技术性措施,并以上海为例,分析了该地区的非点源污染特征及采取的调控对策,以期为我国城市非点源污染的防治提供参考和借鉴。     

汉阳非点源污染控制区划

城市非点源污染控制区划是控制和管理非点源污染、实现城市可持续发展的重要前提.在探讨城市非点源污染控制区划的原则与方法的基础上,结合城市可持续发展原则、非点源污染敏感性优先原则、非点源污染控制方向相似原则,以武汉市汉阳区为例,尝试了基于L-THIA模型,以GIS空间分析技术为平台,城市非点源污染敏感性评价为核心的定量区划方法.将汉阳划分出4个非点源污染控制区,分区结果可为区域非点源污染控制决策提供科学依据.     

基于开源GIS的城市非点源污染负荷模拟研究

随着点源污染不断得到控制,非点源污染在城市水污染中所占的比重逐步增大,通过建立城市非点源污染负荷模拟系统,可以从空间上了解城市非点源污染产生和扩散过程,为治理非点源污染提供数据依据。该研究在借鉴目前城市非点源污染模型与GIS集成应用的基础上,针对商业GIS组件开发成本较高、开放性较差、开发灵活性较弱以及SWMM模型本身空间分析能力弱和空间可视化表达效果差等问题,借助开源GIS组件DotSpatial和MongoDB数据库,实现GIS与SWMM模型的紧密集成,并以MongoDB数据库为数据交互中心管理模型数据,开发出具有开发出低成本、扩展性强、高开放、灵活度高等特点的城市非点源污染负荷模拟系统。该研究选择昆明市东风东路片区作为研究区域,并用实测降雨数据进行模拟分析,结果表明系统具有良好的实用性。     

城市非点源污染及其防治研究

在分析城市非点源污染的机理和特点的基础上,对目前采用多种模型进行概述,提出模型研究中存在的问题和建议,并提出多种控制城市非点源污染的措施。     

非点源污染负荷估算方法探讨

通过搜集整理国内外非点源污染负荷方法,概括归纳出综合分析、城市非点源和农村非点源三类非点源污染负荷估算方法,并研究比较各类方法的原理、应用条件、具体参数等。在此基础上,提出非点源污染负荷估算方法选择和最佳利用对策建议。     

我国城市地表水环境非点源污染的研究进展

非点源污染指在工农业生产和人们的生活过程中,农药、氮磷营养物质等各种大气颗粒物通过地表径流的形式进入水或土壤所造成的污染。就目前来看,造成城市地表水环境污染的主要原因是非点源污染。本文主要阐述对城市地表水环境非点源污染的研究的现状,以及对非点源污染的预防措施。     

植草沟技术在面源污染控制中的研究进展

文章介绍了面源污染,尤其是城市面源污染的现状及其控制技术研究进展,并论述了植草沟技术的国内外研究进展及应用现状,讨论了其在工程中需解决的问题及应用前景,提出了植草沟技术与其他面源污染控制单项技术有机耦合是城市面源污染控制的一个发展方向.     

城市面源污染特性及污染负荷预测模型研究

通过分析城市面源污染的来源和污染特征,并针对城市土地利用和下垫面类型特点,建立城市面源污染预测模型,研究探讨城市降雨径流及污染负荷预测模拟和迁移规律。所建模型已成功地应用于武汉市汉阳地区城市面源污染控制技术研究,获得了满意的结果。该模型可为城市水环境规划、面源控制和管理研究提供科学手段。     

面源污染输移过程高性能数值模拟方法

高效高精度模拟面源污染输移过程,掌握面源污染的输移规律,是研究面源污染最直接有效的途径之一,也是管理和控制面源污染的有效手段。基于此,提出了一种全面耦合二维水文水动力及污染物输移过程的数值模型,采用二阶Godunov格式的有限体积法进行求解,利用GPU加速技术提高计算效率。结果表明:在理想条件下,数值解与解析解间的平均相对误差为2.5%。对不同面积和精度的城市地表面源污染和农业面源污染输移过程的模拟结果显示,二者的输移规律符合实际的物理过程,模拟总时长为7200 s,城市地表面源污染模拟结果只需186 s;农业面源污染模拟结果只需1169 s,计算效率有显著提升。综上所述,GAST模型对不同下垫面面源污染可实现高精度模拟,且模拟效率有显著提升,为今后面源污染的治理和防控提供参考。     

土地利用结构变化对非点源污染的影响研究

目前,应用模型对非点源污染进行时空模拟是非点源污染研究的重要方向,而输出系数模型在我国中、大尺度流域的非点源污染负荷研究时表现出独特的优越性。文章通过洪湖地区为例,利用输出系数模型,结合GIS技术,模拟洪湖地区污染物负荷空间分布及估算污染物总负荷。结果表明:(1)非点源污染高负荷区占洪湖市大部分面积,主要是农业耕作区带来的面源污染;沿路以及沿湖一带林地、草地为非点源污染低负荷区,这部分面积占洪湖总面积较少。(2)1995-2000年5年中耕地对TN的贡献率下降0.19个百分点,对TP的贡献率下降0.15个百分点,城镇用地对TN的贡献率上升0.18个百分点,对TP的贡献率上升0.13个百分点,林地和草地的贡献率略有上升,这与耕地面积减少,建设用地的不断扩张有关。(3)耕地对TN、TP贡献率在各种土地利用类型中占主导地位,贡献率其次为城镇用地、未利用地、林地、草地。     

北沙河上游流域潜在非点源污染风险时空变化分析

非点源污染风险时空分布特征解析和等级分区是有效控制非点源污染的关键.为了弥补PNPI（potential non-point pollution index,潜在非点源污染指数）模型中专家评价法主观赋权的不足,引入均方差决策法,并采用改进后的PNPI模型分析1980-2017年北京市北沙河上游流域潜在非点源污染风险时空变化特征,划分潜在非点源污染风险等级.结果表明:①均方差决策法根据土地利用指标、径流指标和距离指标集的数值离散程度确定各指标权重,其结果可体现各指标权重随土地利用类型动态变化的特点.②1980-2017年土地利用指标、径流指标和距离指标的平均权重分别为0.49、0.18、0.33,说明土地利用类型对非点源污染风险相对影响较大.③受土地利用类型空间分布格局影响,北沙河上游流域潜在非点源污染风险呈西北部山区低、东南部平原区高的分布特征.④随着城镇化的推进,潜在非点源污染极高风险区主要土地利用类型由旱地和园地逐渐演变为城镇用地、农村居民地和建设用地.研究显示,非点源污染风险高低与土地利用类型密切相关,可通过土地利用类型的合理布局,降低流域非点源污染风险.      

城市非点源污染治理与资源化技术研究

城市降雨地面径流同时具有危害性与资源性,解决城市非点源污染的问题,亦应将削减污染与资源化结合考虑。本研究根据南方地区包气带中土壤水丰富的特点,设计出一种新型小区雨水处理利用方法。通过工程措施的一级沉淀处理和生态环境的二级生化处理使雨水径流得到处理和利用,实现污染治理与资源利用协调发展。     

苏州河截流区外非点源污染调查

为了摸清苏州河截流区外的污染物量以及对苏州河下游段水质的影响,为苏州河截流污水工程的运行和进一步治理提供科学依据,采用美国环保局的非点源负荷函数和城区污染物流失量负荷模型等方法,对苏州河截流区外(黄渡—北新泾区段)地表径流等非点源污染负荷进行全面调查。结果表明:(1)非点污染源是目前苏州河截流区外最主要的污染源;其中,畜牧业污染为本区最大的非点污染源。(2)北新泾断面是本区污染物向下游(截流区)排放的主要控制点。(3)截流工程实施后,非点污染源将成为苏州河污染最主要的来源之一。     

排污权交易应用于农业面源污染控制研究

当前农业面源污染已经成为我国水环境污染的主要根源,文中通过对农业非点源污染现状的调查和对治理污染的手段和措施的分析,结合排污权交易的优势和特点,探讨排污权交易体系引入农业非点源污染控制系统的可行性,相比较于大型工业点源,农业面源污染减排成本较低的状况为排污权交易提供了有利条件。在分析面源污染具有涉及个体多、发生不确定性强、减排结果监测困难等特征的基础上,提出了工业点源与农业面源排污权交易的总体框架。同时针对农业面源排污权交易中可能存在的一些问题进行了初步探讨,提出解决思路,期待着为今后相关研究抛砖引玉。     

我国农业非点源污染研究进展分析

非点源污染具有分散性、隐蔽性、随机性、滞后性和形成机理复杂等特征,目前以模型方法为主要研究手段。介绍了比较著名的流域尺度的非点源污染模型AGNPS模型、SWAT模型和输出系数模型。指出我国的农业非点源污染研究开始于20世纪80年代初,目前以引进国外模型进行验证、应用为主。从研究区域上看,目前国内的非点源污染研究多集中在南方地区。     

基于非点源污染的水质监测方案研究

为了促进非点源污染监测的规范化和标准化,本研究归纳总结了基于常规技术条件下的非点源污染监测方案.该监测方案首先强调了监测前期的准备工作,包括监测区域的概况调查和指标筛选等;在监测方案的制定过程中将监测区域分为城区、农业和流域三类,城区以西安为例,通过功能区的划分设置采样点,总结了次降雨过程中采样的频率和方法等;农业以某灌区为例,通过单元划分,在各引水渠与排水渠设置采样点,并介绍了灌溉过程中的采样的次数、时间间隔等;流域以渭河关中段为例,提出了各采样断面的设置原则,分析了降雨过程中各断面的采样规律.最后讨论了不同区域非点源污染监测的主要特征,提出非点源污染监测方案是非点源污染研究和控制的基础.