基于流域水环境模型评估重金属面源污染负荷

为定量评估重金属面源污染负荷,以分布式流域水环境模型SWAT模型为基础,借鉴输出系数模型,考虑溶出率影响,发展了一个重金属面源污染模型—SWAT-MT模型. SWAT-MT模型模拟重金属在流域内的大气沉降、地表径流冲刷、土壤和河道中的运移过程,结构较为简单,兼具机理模型和输出系数模型的优点. 本文应用SWAT-MT模型评估了湘江株洲段一个子流域的铅面源负荷,并通过敏感性分析和蒙特卡洛模拟识别了铅面源模拟的敏感参数,量化了模型输出中的不确定性. 结果表明:①研究区铅的面源侵蚀量为2.09 t/a,侵蚀强度为5.27 kg/(km2·a). 铅侵蚀强度时空差异明显,汛期(4—7月)雨水集中,铅的侵蚀量大. 侵蚀强度高的地方集中在流域下游,城镇用地的侵蚀强度约为流域平均水平的2倍. ②流域出口的铅负荷为0.79 t/a,约60%的铅侵蚀量滞留在河道,说明沉降是河道运移的主要过程. ③蒙特卡洛模拟结果显示,模型输出存在显著的不确定性, 95%置信区间下,铅的面源侵蚀量为1.62～2.59 t/a,流域出口负荷为0.50～1.16 t/a;为降低模拟不确定性并提高模型可靠性,应重点关注城市地表积尘的铅浓度、铅溶出率和河道铅沉降速率等敏感参数的取值. 研究显示,通过合理的参数赋值,SWAT-MT模型能够提供较为可靠的重金属面源负荷估算结果,为重金属污染综合防治工作提供科学工具.      

流域农业面源污染迁移过程与模型研究进展

当前农业面源污染仍是我国水污染的主要来源,面源污染过程涉及农业、水利、环境、生态等多学科交叉,是国内外环境污染学术研究和流域污染控制与管理关注的焦点之一。不同学科通常在不同的时空尺度上采用不同的方法研究农业面源污染的产生与迁移过程,如农业学科注重农田—山坡—流域尺度下灌溉、不同作物在不同阶段施肥、营养盐转化吸收及其土壤库收支与微生物对营养盐的作用等过程,但忽略了不同尺度或系统之间的迁移过程内在联系,尤其是较少开展集成模拟研究。本文综述了典型空间尺度（从田块到山坡,再到流域尺度）农业面源污染迁移过程及影响因素,总结了流域农业面源污染建模方法,提出在模型系统中除需要深入考虑田块、山坡等尺度的局部水文及其污染物产生、累积、释放与迁移外,还迫切需要综合考虑农田—山坡—流域系统的水文和污染物迁移过程与集成面源模型的研发。同时,针对农业面源污染迁移过程的尺度转换、建模方法和模型不确定性,分析了其现有研究存在的不足,并对未来研究进行了展望。

     

基于DPeRS模型的海河流域面源污染潜在风险评估

运用DPeRS(diffuse pollution estimation with remote sensing)模型对海河流域面源污染物的空间分布特征和污染来源进行遥感像元尺度解析,结合地表水质评价标准,构建了面源污染潜在风险分级方法,评估了海河流域面源污染潜在风险.结果表明:污染量上,海河流域总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH⁺₄-N)和化学需氧量(COD)面源污染排放负荷分别为429.2、 25.7、 288.3和1 017.0 kg·km^-2,入河量分别为2.5万t、 1 597.2 t、 1.7万t和6.6万t;污染类型上,农田径流是海河流域最主要的氮磷型(TN、TP和NH⁺₄-N)面源污染源,对于COD指标,城镇生活是首要污染类型,其次为畜禽养殖;空间分布上,海河流域中部和南部地区面源污染负荷较高,此区域也是该流域面源污染高风险集中分布区,氮磷型面源污染高风险区域分布相对较为集中,化学需氧量型则较为零散;海河流域有36%以上的区域存在氮磷型面源污染风险,有2.9...     

彰武水库流域农村生活面源污染负荷评估研究

为了明确彰武水库流域农村生活面源污染负荷,运用输出系数法估算了流域农村生活污水、生活垃圾和人体粪尿面源污染物的产生量和入河量,采用等标污染负荷法进行了污染评价,识别出了主要污染源和污染物,以及农村生活面源污染重点防治区域。结果表明:农村生活面源污染入河贡献依次为生活污水、生活垃圾和人体粪尿,污染负荷比分别为61.56%、27.74%和10.70%;污染物入河贡献依次为总氮、氨氮、总磷和COD,总氮和总磷为主要污染物;污染物主要来自于姚村镇、横水镇、城郊乡3个乡镇,其累计产生和入河污染负荷比均超过了50%,为彰武水库流域农村生活面源污染重点防治区域。     

红枫湖流域面源污染调查研究

从分析红枫流域的环境特征入手，划分面源计算单元，鉴测大气降水、河口及各代单元地表径流污染物与水背景，利用流域内１４个雨量站和红枫，麦翁，老郎寨，黄地４个水文各黄型水文年每日来水量资料，计算污染物大气降水落地量，地表径流产量和入湖总量，并与点源对探讨有关问题。     

红枫湖流域面源污染调查研究

从分析红枫湖流域的环境特征入手,划分面源计算单元,监测大气降水、河口及各代表单元地表径流污染物与水背景,利用流域内14个雨量站和红枫、麦翁、老郎寨、黄猫村4个水文站各典型水文年每日来水量资料,计算污染物大气降水落地量、地表径流产生量和入湖总量,并与点源对照探讨有关问题。     

黄浦江流域面源污染控制研究

介绍了开展黄浦江水环境综合整治中主要面源污染控制研究的过程，内容、方法和原则；在分析了研究结果的基础上，提出了黄浦江面源污染控制方案。     

SWAT模型在洱海流域面源污染评价中的应用

重点污染区域和污染因子的识别是面源污染控制的基础. 通过将物理过程模拟及排污系数法计算进行整合,建立了SWAT模型,以描述农业生产活动与污染入湖量之间的关联关系,并以云南洱海流域总氮污染为例,使用验证后的SWAT模型模拟计算不同空间单元和不同农业生产活动对入湖TN的污染贡献系数,定量分析流域内各区域的农业面源污染源结构,识别洱海流域重点农业污染源和农业污染村镇. 结果表明,奶牛养殖、生猪养殖和大蒜种植是目前洱海流域内入湖TN污染的最重要农业污染源,占流域总污染负荷的66.12%. 对入湖TN污染贡献最大的6个村镇为江尾、右所、三营、玉湖、凤仪和喜洲,占流域总污染负荷的63.41%.      

信息约束条件下的流域农业面源污染控制优化

我国广大小流域迫切需要开展农业面源污染控制,但却面临着水质、水文、气象、土地等监测资料不足的信息约束条件。为了应对此问题,本文以具有冻融变化特征的东北地区为例,开发了一套信息约束条件下的流域农业面源污染控制优化系统。首先,提出了农业面源污染负荷的计算方法。其次,分析了流域水质的影响因素。接着,建立了面源污染输入与流域出水口水质之间的响应关系,经验证该系统输出数据与实际污染状况相吻合,能够很好地模拟流域污染状况。最后通过各种削减策略的运用,模拟出农业面源污染削减率和削减后的总氮浓度。通过采用本研究制定的控制优化方案,改变种植类型和面积以及改善施肥配施比,将污染源数据进行量化作为输入数据,经系统输出得到模拟污染输出数据,可得到较好的污染削减效果。研究结果为信息约束条件下治理流域农业面源污染提供了决策支持。     

南四湖流域种植业面源污染氮磷源解析研究

利用田间径流池采集南四湖流域种植业农田地表径流样品,分析其不同形态的氮磷数据,汇总数据得到南四湖流域种植业的氮磷源成分谱;并在南四湖区11条主要入湖河流入湖口处采集水样,测定氮磷含量,利用主成分分析法对南四湖流域种植业面源污染氮磷来源进行了源解析.结果表明,南四湖流域氮磷种植业面源污染来源有3种,3个主成分累积方差贡献率为95.275%.第一类污染途径为降雨淋溶小麦-玉米轮作农田产生的地表径流对河流产生的污染,这种污染的范围广且贡献率较大为50.220%;第二类污染途径为降雨淋溶大蒜-玉米轮作农田产生的地表径流流入南四湖入湖河流引起的,影响面也较广,贡献率为25.119%;第三类污染途径为自然降雨时,小麦-水稻轮作农田产生的地表径流对河流的污染,贡献率为19.937%.     

农业面源污染模型研究进展

介绍了USLE、CREAMS、EPIC、ANSWERS、AGNPS、Ann AGNPS、SWRRB、SWAT等常用的农业面源污染模型的研究历程,讨论了模型的基本组成、特点和现有问题。针对农业面源污染模型在数据获取、模拟结果和模型引进本土化等问题,提出了新的研究思路。对发展趋势的分析可以发现:农业面源污染模型将更多地作为大型流域集成管理模型的第一部分进行开发,并且向环境评估和管理等方面发展;新兴技术可促进模型优化,"3S"技术将成为农业面源污染模型研究的热点。     

抚仙湖流域农业面源污染控制研究

进入抚仙湖流域的农业面源污染，除了农田建设差和耕作制度影响外，主要原因就是过量旋用化肥，农药。应从加强生态农业建设，提高污染防治技术和强化污染防治管理3个方面加以控制。     

流域农业面源污染生态工程调控措施

农业面源污染是导致目前流域水环境质量恶化的重要原因。文章从流域水环境状况、农业面源污染现状出发,结合面源污染的特点和研究发展历程,重点探讨了流域农业面源污染生态工程调控的可行性。     

东江湖流域农业面源污染负荷研究

水土流失是吸附态氮磷污染输出的主要方式,也是面源污染评估的重要环节。以东江湖流域为主要研究区域,采用土壤侵蚀经验模型和氮磷污染负荷经验模型对研究区的吸附态氮磷污染负荷进行了估算,重点提取并分析了耕地面源污染负荷,并划分出农业面源污染重点控制区,为流域农业面源的氮磷流失防治提供理论依据。结果表明,东江湖流域农业面源污染土壤侵蚀总量为144.7万t,吸附态氮磷的流失总量分别为2 658.3和504.1 t,其中旱地吸附态氮磷流失风险高于水田;由化肥施用而产生的吸附态氮磷流失量分别为1 561.9和215.4 t,分别占耕地吸附态氮磷流失总量的58.8%和42.7%;东江湖流域农业面源污染防治的主要区域包括沤江区、浙水区以及主要河流入湖的环湖区。     

滇池流域面源污染治理途径探讨

滇池流域面源方面治理问题比较复杂,仅采取简单的工程治理措施是不能从根本上解决问题的。必须结合各小流域区实际情况,提出从根本上减少面源污染的途径。治理必须是既能消减入湖污染负荷量,又能给参与治理的农民获得经济效益,这样农民对治理滇池才会有积极性,治理滇池的资金也才能得到保证,减少面源入湖污染负荷也才有希望。结合省内外治理成功的经验及滇池流域具体情况,提出治理滇池面源污染,可以采用“九结合的综合配置模式”进行治理。 1 “九结合的综合配置模式”内容     

滇池流域农村面源污染状况分析

对滇池流域沿湖2km内、15个乡镇农村面源污染状况进行了调查研究与分析。结果表明:研究区化肥、农药的施用强度均高于全国平均水平。化肥的过量施用是农村面源氮、磷流失的主要原因,分别占95%和93%,农村生活污水对氮、磷流失的贡献率为3%,农村固体废弃物分别为2%和4%。针对存在的问题,提出了防治农村面源污染的一些具体对策和建议。     

牡丹江流域面源污染控制技术探讨

文章分析了牡丹江流域的污染现状和存在问题,总结了"十一五"期间牡丹江流域的面源污染治理措施,并针对中小城镇生活污水、农村生活污水、农田退水、生活垃圾、畜禽养殖等方面提出了适合牡丹江流域的面源污染综合整治技术。     

山东省南四湖流域农业面源污染状况分析

以探明山东省南四湖流域农业面源污染状况为目的,在对流域内农村人口、畜禽养殖规模、农田施肥量、水产品产量等数据调查的基础上,结合全国第一次农业污染源调查结果中的农业源产、排污系数,测算出2009年山东省南四湖流域内农村生活、农田化肥、畜禽养殖业、水产养殖业等4个方面COD_Cr、TN、TP的排放总量分别为192 278.71、103 126.04、6 990.82 t. 通过分析得出,在山东省南四湖流域农业面源污染中的COD_Cr主要来自农村生活,占COD_Cr排放总量的56.44%;农田化肥TN的流失占TN排放总量的48.37%,农村生活和畜禽养殖对TN排放总量也有较高的贡献;畜禽养殖业是TP的主要来源,占TP排放总量的65.06%;水产养殖对各项污染物的贡献率相对较低,但不容忽视.      

海河流域农业面源污染潜在风险识别方法

在综合分析农业面源污染风险源汇因子的基础上,筛选出影响海河流域农业面源污染的8个主要因子（年降水量、溶解态面源污染物入河系数、吸附态面源污染物入河系数、年植被覆盖度、坡度、土壤可侵蚀性因子、农田氮表观平衡量和农田磷表观平衡量）,建立了农业面源污染潜在风险识别指标体系,采用多因子综合分析法对海河流域农业面源污染潜在风险等级进行评价,并与DPeRS模型风险识别结果进行偏差分析.结果表明,海河流域有61.91%的区域存在农业面源污染潜在风险,集中分布在流域的中部和南部地区,高风险区主要分布在北京市东南部、天津市中部、流域山东段东北部和河南段南部等区域;与DPeRS模型识别结果对比验证,显示同一风险等级面积相差不超过12%,且高风险级别面积相差仅为0.12%,97.17%以上的区域均为偏差小或无偏差,表明该识别方法具有与DPeRS模型法同等水平的农业面源污染潜在风险识别精准度,可实现区域农业面源污染潜在风险的快速、高效识别.     

抚仙湖流域农业面源污染防治策略研究

阐述了云南省典型高原湖泊抚仙湖从源头防控、转移过程削减、终端拦截净化防治农业面源污染的多种策略,分析了抚仙湖农业面源污染防治策略的优缺点及对其他高原湖泊流域面源污染防治的启示,并提出了进一步提升农业面源污染防治效益的对策建议.