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.     

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。     

基于GIS和模型的流域非点源污染控制区划

采用GIS技术和USLE,SCS-CN,污染物流失经验模型及AnnAGNPS机理模型相结合,对农业集约化程度较高的南方中等尺度流域进行农业非点源污染控制区划.结果表明:利用GIS和经验模型回答了流域农业非点源污染氮磷来源与贡献,标识了农业非点源污染氮磷等污染物的关键源区,发挥了经验模型所需模型参数少、研究尺度较大、效率较高的优点,通过GIS的栅格数据空间分析功能,实现了流域非点源污染的分布式模拟,识别了NPS的关键源区.借助AnnAGNPS机理模型,在模型得以校验的前提下,模拟了非点源污染管理措施方案.以模型和GIS的定量结果为依据,对九龙江流域农业非点源污染控制进行了区划,共划分了水土流失控制区、生猪养殖+水土流失控制区、化肥施用+生猪养殖控制区、水土流失+化肥施用控制区及化肥施用+水土流失控制区5类控制单元.      

农业非点源污染研究综述

针对农业非点源污染的研究现状,综述了非点源污染的定义、特征、污染现状以及危害,并介绍了国内外学者在非点源污染研究的技术方法方面的进展,指出利用与RS、GIS的紧密结合来建立基础信息数据库,对非点源污染过程进行模拟是进行非点源污染研究必然的发展趋势,并简单介绍了两个在国内外应用较广泛的非点源污染模型AnnAGNPS和SWAT模型,最后讨论了利用模型模拟非点源污染过程的优势。     

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.     

北京密云水库石匣小流域空间数据库的初步建立

将地理信息系统引入本区非点源污染研究。利用Arcview地理信息系统进行重点小流域的地形地貌三维分析。运用卫星遥感影象,经解译处理得到研究区土地利用现状及其空间分布数据,对石匣小流域的非点源污染现状进行研究,建立一个包含非点源污染信息的数据库。利用GIS空间分析能力,综合分析数字高程模型(DEM)、坡度、土地利用、各种分级专题图,研究它们之间的相互关系,确定流域非点源污染的分布规律及重点控制区。     

土地利用/覆盖变化对长江上游非点源污染影响研究

在国内外相关研究的基础上,利用输出系数模型,结合RS和GIS技术,对长江上游的非点源污染负荷进行了空间模拟和负荷估算.模拟结果表明,在不考虑流域损失的前提下,由于土地利用造成的非点源污染负荷TN总量从20世纪70年代的123万t下降至2000年的116万t,基本呈逐年减少的趋势,由土地利用造成的TP的变化趋势与TN基本相同,从70年代的3.7万t下降到2000年的3.5万t左右.就省份、土地利用类型和水系而言,四川省、种植用地和草地以及金沙江水系和嘉陵江水系对长江上游的非点源污染贡献较大.在非点源污染负荷强度上,重庆市和嘉陵江水系单位面积负荷最高,是今后应重点治理的地区.结果表明,该模型可以对长江上游这样的超大尺度空间的非点源污染进行较好的空间模拟.     

北京密云水库石匣小流域空问数据库的初步建立

将地理信息系统引入本区非点源污染研究，利用Arcview地理信息系统进行重点小流域的地形地貌三维分析．运用卫星遥感影象，经解译处理得到研究区土地利用现状及其空间分布数据．对石匣小流域的非点源污染现状进行研究，建立一个包含非点源污染信息的数据库。利用GIS空间分析能力，综合分析数字高程模型(DEM)、坡度、土地利用、各种分级专题图，研究它们之间的相互关系，确定流域非点源污染的分布规律及重点控制区。     

基于改进输出系数模型的非点源污染评估及关键源区识别：以北运河上游流域为例

非点源污染对水生态环境威胁极大,定量解析非点源污染空间分布特征和准确识别关键源区是实现其高效精准治理的基础.输出系数模型广泛应用于非点源污染的模拟,但该模型忽略污染物迁移过程中的损失量,需要进一步改进.以北运河上游流域为例,通过对非点源污染物迁移物理过程的模拟,量化产流、产沙和下渗过程中污染物的损失率改进输出系数模型,并分析Johnes、常用和改进输出系数模型的模拟精度,探究3个输出系数模型对非点源污染空间分布特征和关键源区模拟结果的影响.结果表明：(1)改进输出系数模型模拟误差(-6.79%)明显低于Johnes模型(50.44%)和常用模型(-84.01%),显著提高了非点源污染模拟精度.(2)不同输出系数模型得到的非点源污染空间分布特征和关键源区存在较大差异,改进的输出系数模型模拟结果更符合流域非点源污染特征.流域非点源污染呈西北部低东南部高的空间特征,城镇用地和耕地是主要污染源.(3)基于改进输出系数模型确定的流域非点源污染关键源区主要分布在昌平、沙河、史各庄、温泉乡北部和马连洼街道西部等区域,占流域总面积6.71%.研究可为缺资料地区的非点源污染评估和治理提供更有效的工具支撑...     

黄河流域非点源污染负荷估算与分析

以全国水资源综合规划为契机,对黄河流域非点源污染展开研究.利用3S技术,对黄河流域干、支流2000年河道及土壤等方面的空间、属性数据进行分析,结合试验监测数据,应用二元结构模型估算黄河流域不同非点源污染类型的负荷.计算结果表明:(1)2000年黄河流域总磷(TP)、总氮(TN)的非点源污染负荷已超过点源污染负荷;(2)农田是黄河流域重要的氮、磷非点源污染来源,分别占50%和64%;(3)非点源污染负荷空间分布图显示,传统牧区及黄河源区牲畜养殖造成的非点源污染比较突出;(4)城市和乡村总氮污染占流域非点源负荷的比例相对较低,而其总磷污染则对黄河流域有比较大的影响;(5)由土壤侵蚀引起的氮污染远大于磷污染.     

Control division of agricultural non-point source pollution at medium-sized watershed scale in Southeast China

This paper presents the study carried out for controlling agricultural non-point source pollution (NSP) in a medium-sized watershed covering 1.47 × 10⁴ km² in Southeast China using quantitative analysis coupled with geographic information system (GIS), universal soil loss equation (USLE), soil conservation service-curve number (SCS-CN), nutrient loss equations, and annualized agricultural nonpoint source model (AnnAGNPS). Based on the quantitative results derived from GIS and environmental models, five control division units were generated for NSP control in Jiulong River watershed, namely, controlling unit for soil losses, controlling unit for livestock breeding and soil losses, controlling unit for excessive fertilizer use and livestock breeding, controlling unit for soil losses and fertilizer use, and controlling unit for excessive fertilizer use and soil losses. This study proved that integrating GIS with environmental models can be adopted to efficiently evaluate major sources and contributors of NSP, and identify the critical source areas of NSP, which enables adjusting measures to local conditions by further control division units developed through such study for control and management of water quality degradation induced by NSP in the Jiulong River watershed. __________ Translated from Research of Environmental Sciences, 2006, 19(4): 119–124 [译自: 环境科学研究]     

渭河关中段典型支流非点源污染监测与负荷估算

2009年,对渭河关中段3条典型支流泾河、沣河和灞河进行了洪水期和非洪水期水质水量同步监测,水质监测指标包括COD、DP、TP、NH4+-N和TN.根据监测结果及水文站实测流量资料,分别采用水文分割法和平均浓度法对各条支流的非点源污染负荷进行了计算,分析了非点源污染的特点.结果表明：①3条河流洪水期间各指标的平均浓度基...     

基于国内水泥生产现状的碳排放因子测算

水泥生产过程中碳排放因子的测算是计算水泥碳排放量的基础,为了准确测算我国水泥行业熟料煅烧阶段碳酸盐矿物分解释放CO2的碳排放因子,就需要对水泥生产线上相关样品做成分测定和综合分析.通过对国内近百条代表性较强的水泥生产线上的生料、熟料、水泥、石灰石、燃煤等样品进行钙、镁、烧失量、碳酸盐等化学成分的定量分析,并考虑新型干法窑和立窑两种生产工艺类型的差别,分析测算了基于国内水泥生产的工艺碳排放因子.结果表明:生料碳酸盐法测算碳排放因子的结果较熟料法的结果低约10kgCO2/tcl;不同窑型的碳排放因子存在明显差异,新型干法窑的碳排放因子多集中在500~520kgCO2/tcl,立窑碳排放因子多集中在480~500kgCO2/tcl;多数熟料含有少量碳酸盐.生料碳酸盐法不涉及燃煤灰分的化学成分,可以规避燃煤灰分成分的影响,测算碳排放因子采用生料碳酸盐法较准确,并且应基于不同窑型,同时考虑碳酸盐分解率问题.     

基于GIS的西辽河流域生态安全空间分异特征

生态安全评价与预警研究具有空间特性、非线性和随机性,研究过程中必须处理大量的空间信息,而空间分析和空间数据管理正是GIS的优势,它使各环境要素的分布态势及彼此之间的拓扑关系一目了然,并且图文并茂地展示全流域的生态安全格局.在充分研究西辽河流域生态环境的基础上,讨论了基于GIS的西辽河生态安全空间差异的评价方法.①拟定“压力-状态-响应”(P-S-R)指标体系,实地调查并收集资料;②数字化流域,运用模糊AHP和综合比较法赋权并量化计算;③建立西辽河流域生态安全指数GRID数据库,通过GIS的空间Interpolate运算和Assembly分析,阐述生态安全的空间分异特征.     

基于物联网与GIS的环境质量管理信息系统设计

设计了一种基于物联网与GIS技术的环境质量管理信息系统,系统以GIS为主干,辅以物联网技术,将GPS定位模块集成到RFID中,实现数据的快速采集与空间定位。该系统可以充分发挥物联网无线识别与地理信息系统空间数据表达分析能力强的优势,更好地为环境质量管理提供决策支持。     

流域非点源污染模型的建立与应用实例

针对国内外现有模型的不足，从我国的实际出发，建立了一个完整的流域非点源污染模型系统，提出了流域汇流与非点源污染物迁移逆高斯分布瞬时单位线模型及流域产污过程模型，该模型既考虑了水动力学与污染物迁移机理，又便于求解与应用，在一定程度上解决了机理与实用性之间的矛盾。     

GIS在环境地质研究中的应用

本文首先回顾了GIS在国内外的发展概况,指出GIS逐渐地向WebGIS、ComGIS、OpenGIS、三维GIS系统等方向发展的趋势,在此基础上分析了国内外环境地质研究的进展,着重探讨了地理信息系统在地学研究方面的应用。作者系统分析、总结了地理信息系统在美国、加拿大、英国、澳大利亚等发达国家地学领域的应用和成果以及国内GIS在地质制图、数据库建立、矿产资源预测等方面的应用和成果,对GIS在环境地质中的应用前景作了系统性阐述,总结提出了具体发展方向,包括互联网上商业服务、提高数字地质图数据的普及应用、三维可视化研究、WebGIS环境下异地异构地学数据的处理等方面。     

基于碳酸盐分析的水泥碳排放因子测算

为了优化水泥碳排放因子的测算方法,论文基于生料碳酸盐法以及工艺/燃料排放(新型干法窑)、无机碳/有机碳排放(立窑)的碳排放分类对熟料和水泥碳排放因子进行了分析和测算。结果表明:基于抽样调查样品的测试数据,新型干法窑的工艺碳排放因子约为520.00 kg CO_2/tcl,燃料碳排放因子约为288.06 kg CO_2/tcl,熟料碳排放因子约为808.06 kg CO_2/tcl,立窑的无机碳排放因子约为504.18 kg CO_2/tcl,有机碳排放因子约为343.67 kg CO_2/tcl,熟料碳排放因子约为847.85 kg CO_2/tcl;由于新型干法窑和余热发电等技术的普及以及熟料水泥比降低等因素,中国水泥碳排放因子有逐年降低的趋势,从2001年到2012年,水泥碳排放因子从767.13 kg CO_2/tce降到550.80 kg CO_2/tce;水泥碳排放构成中的工艺排放、燃料排放和电力消耗间接排放约各占58.57%、29.79%和11.64%。     

基于GIS的营口港总体规划生态环境影响分析

规划环境影响评价是目前战略环境评价(SEA)研究中最活跃的领域.港口总体规划属于交通运输规划的范畴,涉及多种生态环境要素,对其实施后的生态环境效应进行分析和评价具有重要的现实意义.以营口港总体规划对大气和水环境影响及其对近海海域生态敏感区的影响为例,采用遥感(RS)与地理信息系统(GIS)相结合的技术,建立与评价相关的基于GIS的基础数据平台,运用GIS的空间分析功能对港区规划的生态环境影响进行分析和评估.实例研究表明,营口港规划实施将对陆域生态环境产生一定影响,对于海域生态敏感区的影响则较小.      

GIS技术在机动车尾气排放扩散模拟方向的应用

从排放因子的确定、排放模型的选取和模拟结果与GIS技术结合三方面研究了城市机动车尾气排放扩散特征:总结和评述了确定排放因子的方法、排放扩散模型的发展以及国内外学者在机动车尾气排放扩散模型与GIS技术结合方面所做的工作;从数据获取、排放扩散模型的建立、计算分析、可视化等方面提出了一些改进方法.