流域非点源分布式模型AnnAGNPS参数的不确定性研究

流域非点源分布式模型的不确定性研究成为目前的热点问题之一。本研究以宁波市章溪河流域为研究区，通过GIS软件AreView和AnnAGNPS模型，集成利用莫里斯分类筛选法，选取临界源面积、SCS曲线系数、水土保持因子、饱和导水率、氮磷吸收率、施肥量等6个因子进行敏感性分析。模拟结果表明，土壤饱和导水率、水土保持因子和径流曲线CN值对模型输出结果影响较大；水土保持因子对泥沙、总磷和总有机碳负荷的模拟结果影响最大，均呈显著负效应；径流曲线CN值对总氮负荷计算结果影响最大，呈显著正效应。     

基于GIS的农业非点源污染负荷时空分异研究——以宁波市章溪河流域为例

应用基于CIS AreView的AnnAGNPS模型，进行了宁波市章溪河流域的非点源污染负荷的时空分异研究。结合航片解译，利用ArcGIS9．0、TOPAZ模块等建立了研究区非点源污染空间数据库；结合现场资料、相关文献收集，并利用模型参数的CIS提取技术，建立了研究区非点源污染属性数据库。结果表明：在空间分布上，各子流域吸附态氮空间分异较大，溶解态磷的空间分异最小，不同土地利用类型中林地和果园相比农田非点源污染负荷小，不同土壤类型中，水稻土比黄壤和红壤的污染负荷大；在时间分布上，非点源污染负荷主要集中在汛期，超过全年的55％，枯水期低于全年的4％。     

濑溪河流域泸县段水污染源分析及对策研究

采用输出系数模型、等标污染负荷等方法,以研究区实测数据为基础,评价濑溪河泸县段水质现状,结合基于水文水质资料和文献数据的方法确定输出系数取值,估算了濑溪河泸县段COD、氨氮、总磷污染负荷并分析主要来源。结果表明,濑溪河泸县段水质现状较差,总磷为全流域首要污染物;濑溪河泸县段COD污染负荷的主要来源于城镇生活、工业生产,累计占总入河量的60%;氨氮污染负荷主要来自于城镇生活、农业面源,累计占总入河量的64%;总磷污染负荷主要来自农业面源、分散畜禽养殖,累计占总入河量的75%。建议进一步加快城镇生活污染治理设施建设,强化工业企业污染治理,完善农村农业污染防治,实施流域综合整治及生态修复。     

饮用水源保护区非点源环境影响评价——以梅溪水库为例

以梅溪水库饮用水源保护区为实例,采用非点源输出系数模型和等标污染负荷法对流域内的各污染源和各类污染物做计算和对比。研究表明,农业非点源污染是其主要污染源,其等标污染负荷比为81.94%,TP是其主要污染物,其等标污染负荷比为48.69%,为非点源污染控制提供了科学依据。     

基于多源数据AnnAGNPS西枝江流域的污染模拟研究

以西枝江流域为研究对象，结合GIS技术，建立了AnnAGNPS模型数据库，对流域内非点源污染主要影响因素的特征以及非点源污染的时空分布特征进行了分析。结果表明：流域内降雨侵蚀力、径流深、土壤侵蚀和沉积负荷的年际问变化很大，降雨侵蚀力月问分布极不均匀，季节变化十分明显，后三者的变化趋势都与平均降水量表现出较好的对应关系，但是又并不完全一致；流域内的径流深空间分布极不均匀，而土壤侵蚀、沉积负荷空间变化相对不是十分明显，三者都有沿河道向两边逐渐递减的趋势，在人口密集地区及河塘密集地区，径流相对其他区域比较大。本文为西枝江流域的非点源污染模拟研究提供了基础数据平台，也为该模型在整个东江流域的合理应用奠定了科学基础。     

流域非点源污染关键影响因素识别分析

了解和掌握影响流域非点源污染的关键因素及影响途径,是科学识别和估算非点源污染负荷,合理制定和实施流域非点源污染控制措施的基础。非点源污染主要来源于流域内土壤中富集的氮、磷物质或者地表残留物,上述污染源产生过程主要与流域地质地貌(地形)、水文、气候、土壤、土地利用、农田管理及其它人类活动等密切相关。为此,就水文水资源特征、气候因素中的降雨与温度、土壤主要物理和化学性质、地表覆被类型及覆盖度、土地利用及分布格局、农田管理制度及人类活动因素等对流域非点源污染的关键因素及水环境影响进行了较为深入的识别和分析,明晰了各类因素的影响途径和过程机制。     

流域非点源水污染排放清单估算系统构建

基于流域水质改善与水环境管理需求,结合目前流域非点源水污染排放存在的问题,本研究采用SOA-B/S架构,运用MVC6和GIS与环境模型集成关键技术,构建流域非点源水污染排放清单估算系统,并系统梳理了地形数据、污染源环境统计数据、气象数据等基础信息,采用基于输出系数法的非点源水污染负荷估算模型,实现了对全年及年内各分水期非点源水污染排放清单的处理分析和估算。系统通过数据库、GIS平台、模型集成和业务系统建设,实现了对不同时间和空间尺度下不同地区的非点源水污染负荷估算,推进了流域非点源污染排放的信息化、科学化及可视化管理,为决策者制定流域水环境管理措施和方案提供了有力的技术支持。     

增江流域非点源污染模拟研究

构建增江流域非点源污染数据库,包括DEM、土地利用,土壤类型,气象数据等,应用分布式流域水文模型SWAT(Soil andWater Assessment Tool,swat 2009版)对增江流域的非点源污染进行模拟。模型运行阶段为2000-2003年,分别应用2000-2001年和2002-2003年的实测月均流量及硝酸盐氮监测数据对模型的参数率定和验证,采用决定系数R2和Nash-Suttcliffe系数对模拟结果进行评定。其中水文模拟的R2均>0.9,Nash-Suttcliffe模型效率系数均>0.8;硝酸盐氮模拟的R2均>0.7,Nash-Suttcliffe模型效率系数均>0.6,表明SWAT模型在增江流域具有较好的适用性。     

海河流域降水径流对种植业非点源污染的影响分析

建立种植业非点源污染负荷函数,确定了种植业非点源污染负荷量的主要决定因素为降水径流,在此基础上,分析了海河流域降水径流的时空分布特征。自20世纪50年代至21世纪前8年,海河流域降水量呈现明显的逐年代下降趋势,累计下降16.5%;受降水量下降和人类活动的影响,径流量的下降幅度更大,累计下降64%。从地区分布来看,降水径流由太行山、燕山迎风坡分别向西北和东南减少。由于降水径流逐年减少,海河流域种植业非点源污染对水体污染的影响也将逐年下降。在一般的年份（除丰水年以外的年份）,种植业非点源污染对水体污染的影响微乎其微;如果发生全流域洪涝灾害,种植业非点源污染对水体污染构成威胁。海河流域汛期易发生暴雨,在发生暴雨的局部地区,种植业非点源污染对水体污染构成局部威胁。徒骇马颊河平原是海河流域最重要的农作物种植区,单日降水量可达100 mm,为平原区最高,因而发生种植业非点源污染的可能性最大。     

农业非点源污染研究进展和趋势

根据国内外农业非点源污染研究现状,本文在探讨农业非点源污染内涵及其特征的基础上,简要总结了农业非点源污染负荷的估算模型,列举区域农业非点源污染风险评估的手段和方法,从不同角度归纳了农业非点源污染的控制技术,并提出了近期农业非点源污染急需研究的热点和趋势,以期为进一步的农业非点源污染管理和控制提供参考。     

苏南运河镇江段水环境污染特征及治理对策

利用2010~2012年例行监测数据和2011年实地补充监测数据对苏南运河镇江段水环境状况进行分析,并采用等标污染负荷法对该区域污染源数据进行评价。结果表明:苏南运河镇江段在2010~2012年期间污染情况较为严重,其主要超标项目为总氮、氨氮、总磷、COD Cr,总氮项目超标2.706~2.998倍,显示污染类型以氮磷类和有机类为主。研究区域内污染负荷以生活污水的排放所造成的污染的贡献率最大(占56.8%),农业面源排放所造成的污染居第2位(占32.3%),表明苏南运河镇江段的治理重点在于生活污水和农业面源的控制上。在此结论基础上,提出一整套有针对性的水环境污染防治措施的完整体系。     

四川省出川断面主要污染物通量及来源研究

以2001～2007年实测水文、水质数据为基础,计算了四川省主要出川断面高锰酸盐指数(CODMn)和氨氮(NH3-N)污染负荷通量;利用断面水质目标约束,通过污染负荷历时曲线,分析了区域水环境承载力;在基流分割的基础上,利用水文分割法,识别了区域污染物的主要来源,为从源头上开展三峡水库水环境保护提供数据支撑。分析结果表明,各出川断面干流主要污染物(CODMn、NH3-N)大致在可接受的范围内,2001年以来,出川断面CODMn通量呈降低的趋势,有效的减缓了输入三峡库区的污染物总量,氨氮通量整体稳定。嘉陵江、涪江、渠江流域污染物来源主要为非点源,应重点加强面源的污染防控;长江干流为点面源混合型,简单的削减点源已不能保证高功能水体要求,应加强点源和面源污染的综合防控。     

我国农业面源污染治理技术研究进展

农业面源污染逐渐成为制约我国现代农业和经济社会可持续发展的重大障碍,其治理工作在我国生态环境保护与治理工作中的重要性日益加强。本文概述了农业面源污染的基本概念、特征与成因,根据农业面源污染的"产-流-汇"3个发生发展阶段,总结了现阶段农业面源氮磷污染的治理理论与技术,并根据各阶段治理技术的优缺点提出我国未来农业面源污染治理过程中应该加强污染产生机制和迁移转化过程的研究,同时,通过少量的人工干预,努力提高单项治理技术的治理效率,将农业面源污染发生与发展的"产-流-汇"3个阶段的治理技术结合起来,突出流域治理思路。     

Modeling sediment and nitrogen export from a rural watershed in eastern Canada using the soil and water assessment tool

Watershed simulation models can be used to assess agricultural nonpoint-source pollution and for environmental planning and improvement projects. However, before application of any process-based watershed model, the model performance and reliability must be tested with measured data. The Soil and Water Assessment Tool version 2005 (SWAT2005) was used to model sediment and nitrogen loads from the Thomas Brook Watershed, which drains a 7.84 km rural landscape in the Annapolis Valley of Nova Scotia, Canada. The Thomas Brook SWAT model was comprised of 28 subbasins and 265 hydrologic response units, most of them containing agricultural land use, which is the main nonpoint nitrogen source in the watershed. Crop rotation schedules were incorporated into the model using field data collected within Agriculture and Agri-Food Canada's Watershed Evaluation of Beneficial Management Practices program. Model calibration (2004-2006) and validation (2007-2008) were performed on a monthly basis using continuous stream flow, sediment, and nitrogen export measurements. Model performance was evaluated using the coefficient of determination, Nash-Sutcliff efficiency (NSE), and percent bias (PBIAS) statistics. Study results show that the model performance was satisfactory (NSE > 0.4; > 0.5) for stream flow, sediment, nitrate-nitrogen, and total nitrogen simulations. Annual corn, barley, and wheat yields were also simulated well, with PBIAS values ranging from 0.3 to 7.2%. This evaluation of SWAT demonstrated that the model has the potential to be used as a decision support tool for agricultural watershed management in Nova Scotia.     

我国非点源污染的基本特征与时空分布规律研究综述

随着点源污染控制的逐步完善,非点源污染对环境造成的危害日益突出,成为了目前我国水质环境恶化的又一重大因素。为有效控制非点源污染,本研究对非点源污染的基本特征进行了概述,分析了非点源污染的研究方法。根据国内学者对非点源污染负荷时空分布的调查、计算及研究成果,总结分析了我国非点源污染负荷时空分布规律的特征,并针对性地提出了非点源污染的控制需从源头减量、过程控制及末端治理等方面进行,从而为非点源污染的预防和治理提供相应的指导。     

Modeling Agricultural Nonpoint Source Pollution Using a Geographic Information System Approach

Agricultural non-point source (NPS) pollution, primarily sediment and nutrients, is the leading source of water-quality impacts to surface waters in North America. The overall goal of this study was to develop geographic information system (GIS) protocols to facilitate the spatial and temporal modeling of changes in soils, hydrology, and land-cover change at the watershed scale. In the first part of this article, we describe the use of GIS to spatially integrate watershed scale data on soil erodibility, land use, and runoff for the assessment of potential source areas within an intensively agricultural watershed. The agricultural non-point source pollution (AGNPS) model was used in the Muddy Creek, Ontario, watershed to evaluate the effectiveness of management strategies in decreasing sediment and nutrient [phosphorus (P)] pollution. This analysis was accompanied by the measurement of water-quality parameters (dissolved oxygen, pH, hardness, alkalinity, and turbidity) as well as sediment and P loadings to the creek. Practices aimed at increasing year-round soil cover would be most effective in decreasing sediment and P losses in this watershed. In the second part of this article, we describe a method for characterizing land-cover change in a dynamic urban fringe watershed. The GIS method we developed for the Blackberry Creek, Illinois, watershed will allow us to better account for temporal changes in land use, specifically corn and soybean cover, on an annual basis and to improve on the modeling of watershed processes shown for the Muddy Creek watershed. Our model can be used at different levels of planning with minimal data preprocessing, easily accessible data, and adjustable output scales.     

IDENTIFICATION OF CRITICAL NONPOINT POLLUTION SOURCE AREAS USING GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEMS AND WATER QUALITY MODELING1

n integrated approach coupling water quality computer simulation modeling with a geographic information system (GIS) was used to delineate critical areas of nonpoint source (NPS) pollution at the watershed level. Two simplified pollutant export models were integrated with the Virginia Geographic Information System (VirGIS) to estimate soil erosion, sediment yield, and phosphorus (P) loading from the Nomini Creek watershed located in Westmoreland County, Virginia. On the basis of selected criteria for soil erosion rate, sediment yield, and P loading, model outputs were used to identily watershed areas which exhibit three categories (low, medium, high) of non-point source pollution potentials. The percentage of the watershed area in each category, and the land area with critical pollution problems were also identified. For the 1505-ha Nomini Creek watershed, about 15, 16, and 21 percent of the watershed area were delineated as sources of critical soil erosion, sediment, and phosphorus pollution problems, respectively. In general, the study demonstrated the usefulness of integrating GIS with simulation modeling for nonpoint source pollution control and planning. Such techniques can facilitate making priorities and targeting nonpoint source pollution control programs.