水质模型、生态模型及计算机模型软件

本文系统地介绍了有关水环境主要的形态模型、表面络合模型、点源和非点源污染模型及其计算机模型软件,并着重阐述了生态模型的发展及应用等     

城市非点源污染逐日排放特征及控制策略研究——以昆明市北部排水片区为例

城市非点源污染的排放负荷计算及特征分析是开展相应污染控制工作的基础。基于SWMM模型开展昆明市北部排水片区2013年城市非点源污染逐日排放负荷模拟与特征分析,并选取6项评价指标对比分析了3种源头控制技术措施的径流和污染物削减潜力。结果表明:2013年研究区域排入盘龙江的非点源COD、TN和TP年排放负荷分别为2 818.39、119.24、75.21t,最大日排放负荷分别为135.41、5.69、3.86t;2013年非点源COD、TN和TP入盘龙江日平均排放值分别有171、170、215d未达到水环境功能区划目标;削减潜力分析结果表明,水质浮选雨水口对COD年总负荷超标倍数和超标日平均超标倍数的削减程度最大,屋面雨水收集则对其余指标的削减效果最好。     

上海市黄浦江河网氮污染输入负荷分析和量化计算

河流氮素污染已成为上海市区域内主要环境问题之一。在GLOBAL-NEWS2模型的基础上,对上海市区域河网氮污染输入负荷进行计算和建模。河流氮污染输入负荷模型包括点源输入、非点源输入和上游输入3个部分。结果表明,上海市区域河网氮污染输入负荷总量估算值为68.39Gg/a,其中点源氮输入负荷为15.43Gg/a,非点源氮输入负荷为41.29Gg/a,上游氮输入负荷为11.67Gg/a。非点源输入所占比例最大(60.37%),而其中又以农业氮肥输入为主(19.05Gg/a)。因此,要减少河流氮污染输入负荷,限制农业活动中氮肥的施用量是行之有效的途径。将上海市河网作为一个封闭边界的氮循环流域尺度进行建模和分析,未来需进一步研究氮在流域内的子循环过程。     

于桥水库流域污染负荷估算和管理效果评估

于桥水库流域非点源污染已成为政府高度关注的热点问题之一。使用非点源污染负荷模型PLOAD,以流域数字高程模型(DEM)、2010年土地利用现状图和不同土地利用的污染物输出系数等作为模型主要输入数据,结合流域现场调查监测等方式,对于桥水库流域的TN和TP污染负荷进行估算,分析污染物的空间分布特征,模拟实施不同管理实践下的流域TN和TP削减率。结果表明,于桥水库流域内TN和TP污染负荷分别约为223.4、19.5t/a,分布特点为"南部高于北部,河流和水库沿岸污染较重"。综合管理实践对TN和TP的削减率分别为24.49%、27.23%,其中农村人畜粪便管理、生态移民等的去除效果较显著。     

北京城区河湖水系治理中的问题与建议

简要地回顾北京市近20年河湖水系治理历程中所取得的成就，分析存在的一些主要问题，根据对城区雨水径流非点源污染总量的粗略估算，指出城市雨水径流非点源污染是导致整治后的河湖水系水质恶化最主要的污染因素；结合发达国家对河湖水系治理的一些经验对北京市河湖水系的治理提出几点建议，以期为彻底治理河湖水系的污染提供新的思路，也可供其他城市在治理城市水系污染时参考。     

农业非点源污染氮素流失研究进展

从氮素流失的途径、影响因素和研究方法等3个方面对非点源污染氮素流失的相关研究进行了总结。指出地表径流、农田排水和淋溶是氮素流失的3条主要途径;降雨、坡度、施肥、耕作方式、土壤理化性质和管理模式等是影响氮素流失的关键因素;基于野外观测与模拟实验、查阅文献资料建立负荷估算模型是氮素流失定量研究的重要方法。最后,还对今后的研究重点进行了展望。     

基于AnnAGNPS模型的灞河流域非点源污染模拟研究

以灞河流域下属子流域为研究对象,运用AnnAGNPS模型对流域内非点源污染特征进行了定量分析,并以非点源污染严重的灞河中游子流域为例,提出不同的非点源污染控制方案。结果表明:AnnAGNPS模型对径流模拟效果总体良好,率定期模拟相对误差(Re)基本在-10%～0,模拟效率系数(Ens)为0.65,相关系数(R~2)为0.81,验证期模拟Re基本在-50%～0,Ens为0.68,R~2为0.71。利用5次降雨事件数据考察AnnAGNPS模型对TN、TP污染负荷的拟合精度,AnnAGNPS模型对4次降雨的TN污染负荷模拟Re控制在-13%～5%,3次TP污染负荷模拟Re维持在-12%～40%;在非点源污染控制方案中,耕地变换成林地对TN、TP污染负荷的削减效果非常显著,假设灞河中游小流域耕地变为林地的转变率分别为30%、50%、100%时,TN污染负荷削减28.20%、43.01%、78.23%,TP污染负荷分别削减33.55%、53.94%、66.81%。     

非点源污染模型参数数字化及不确定性研究进展

非点源污染模型是非点源污染量化研究的重要内容.目前,非点源污染模型数量繁多,集总模型不考虑时空变异性,适用流域面积小;分布式模型利用网格划分流域,可以模拟时空变异性,但参数繁多、率定困难、精度达不到要求、难以收集与管理.而全球定位系统、地理信息系统和遥感(合称3S)技术的应用,可以解决参数的选择问题,减少模型中的不确定成分.因此,在未来的非点源污染模型研究中,应重点关注利用3S技术解决参数的选择问题,以及模型参数的敏感性分析和不确定性分析.概述了非点源污染模型的研究进展,重点介绍了3S技术在非点源污染模型中的应用和非点源污染模型中的不确定性分析.     

非点源污染最佳管理措施之研究热点综述

最佳管理措施(BMPs)被证明是最有效的非点源污染治理方法之一,迄今为止已有广泛的研究与应用。目前,BMPs研究热点主要集中于成本—效益分析与优化配置等。BMPs也可依靠模型测算来进行成本—效益分析,目前评价BMPs环境效益的常用模型包括水土评估模型(SWAT模型)、暴雨洪水管理模型(SWMM模型)等。在实际应用中,特别是在社区、城区甚至整个城市尺度下,非点源污染控制需要进行多种BMPs的优化组合。BMPs的优化配置可基于经验和模型计算进行。近年来,优化算法被引入到BMPs优化配置中,其中遗传算法(GA)的应用广泛,可通过目标函数的引导,进化出最优的BMPs规划方案。但是,中国BMPs成本—效益分析及优化配置中仍存在问题,如模型研究领域缺少与实际监测数据的结合、国内BMPs数据库建设发展缓慢等。     

军山湖流域农业非点源污染氮、磷入湖负荷估算

参照国内外相关湖泊研究的方法,在开展流域调查的基础上,按照畜禽养殖污染、农业种植业流失、水产养殖污染和农村生活污染4类途径,结合各乡镇流域面积所占比例、污染源产生量、排放系数和流失系数等估算了军山湖流域农业非点源污染氮、磷的入湖负荷.结果表明,农业种植业流失和畜禽养殖污染是军山潮流域农业非点源污染入湖氮的主要来源,分别占入湖氮总量的37.5％和34.7％,其次为水产养殖污染,占23.2％；畜禽养殖污染是入湖磷的主要来源,占50.8％,其次为农业种植业流失和水产养殖污染,分别占24.4％和20.0％;农村生活污染对入湖氮、磷的贡献率最小.