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%。     

基于SWAT模型的流域面源污染模拟影响分析

针对流域面源污染模型往往忽略或简化河道内污染物变化过程的缺陷,探讨了河道水质模型对流域面源污染模拟的影响.以太湖流域浙西区的西苕溪流域为研究对象,选取具有一定物理机制的分布式面源污染模型SWAT模型,分别以激活和不激活其嵌套的河道水质模型QUAL2E,即SWAT模型与QUAL2E模型紧密耦合和松散耦合两种情况进行模拟,并比较了对TN及TP的模拟效果.结果表明,丰水期与平水期的模拟结果并没有显著差别;但在枯水期,由于水量较小,河道内污染物变化过程对模拟结果影响较大.同时引入QUAL2K模型,分析认为改进河道水质模型对提高SWAT模型模拟精度有一定的效果.     

基于农业非点源污染模型的灞河流域径流模拟与分析

以西安市灞河流域为研究对象,运用农业非点源污染模型(AnnAGNPS)开展径流模拟应用研究。基于马渡王省级监测断面日观测数据,以2002—2003年数据校验模型参数,分别对曲线数(CN值)、沟道曼宁系数、土壤有效含水量等敏感性参数进行调试,采用2004—2005年数据验证模型适应性。结果表明:(1)年、月尺度径流模拟的相对误差(Re)在±12%以内,相关系数(R2)、效率系数(Ens)均大于0.80,AnnAGNPS模型能够很好地模拟灞河流域产流规律;(2)研究区年径流深介于66.9~727.6mm,其中乔木林的产流系数最小,耕地的产流系数是乔木林的1.5倍。不同土地利用类型的产流系数及其等级划分为后续非点源关键源区识别提供定量参考,对地方政府开展水质目标管理有一定借鉴作用。     

基于SWAT模型的滹沱河流域氨氮污染负荷结构

基于SWAT模型研究了滹沱河流域内氨氮污染负荷结构,为区域水污染控制和水质改善提供依据。分析表明,不同水期各子流域氨氮污染负荷结构具有一定的差异性。从全年整体来看,生活氨氮污染负荷最大,农业次之,工业最小,与平、枯水期一致;丰水期农业氨氮污染负荷最大,生活次之,工业最小。     

滨河湿地对农业非点源氮污染控制研究进展

氮素是农业径流最重要、最普遍的水体污染物。滨河湿地因受到陆地生境和水生生境双重影响而显得非常独特,作为重要的陆地和水生环境的生态交错带,滨河湿地能够阻断和改变水运污染物,特别是农业径流中的氮排入临近的小溪和河流。植物吸收和反硝化作用是滨河湿地两种最重要的截留和缓解氮负荷的有效途径,氮素可以通过生物转化、植物吸收、微生物暂时固氮等方式去除,但是永久性的去除氮却是通过反硝化过程来完成的。为了系统认识和了解滨河湿地生态系统对农业非点源氮污染控制过程,通过大量文献分析讨论了滨河湿地对农业非点源氮的净化能力、净化机制及其影响因素,并结合我国研究现状展望了该领域的研究前景。滨河湿地对农业非点源氮污染的控制作用研究将成为滨河湿地生态系统服务功能评价、滨河湿地生态系统健康与稳定的诊断和退化滨河湿地生态系统修复的重要基础理论。     

农业非点源污染模型研究进展及趋势

对农业非点源污染模型AGNPS作了简要的综述,重点介绍了农业非点源污染模型的结构、原理和输入输出参数,以及该模型在国内外研究现状,同时介绍了运用RS和GIS帮助获得模型参数的方法和途径,最后对模型在中国的发展前景进行了展望。     

地表水环境非点源污染研究

地表水环境的非点源污染已越来越受到人们的重视。在阐述非点源污染的概念、危害性的基础上,对国内外地表水环境非点源污染研究现状进行综述。分析了国内外研究存在的不足。讨论了地表水环境非点源污染研究的未来发展趋势     

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.     

基于SWAT模型的金属矿区雨水径流中锰污染负荷分析

通过改进林玉环的汞迁移转化一维模型,并在一定的基本假设下,得到了锰的一维迁移转化动力学模型,利用Fortran语言编程嵌入SWAT模型源程序,在参数敏感性分析后进行改进模型的率定与校正以及敏感性参数的调节分析后,得到金属矿区雨水径流中锰污染负荷分析的SWAT改进模型。运行结果表明,SWAT改进模型能够对雨水径流中锰污染负荷进行较高精度的模拟,其中回归系数(r2)、Nash-Sutcliffe效率系数(Ens)分别为0.88、0.91,符合回归系数和Nash-Sutcliffe系数的评价标准(r2≥0.6,Ens≥0.5),获得锰矿区的污染关键区,与实际矿区污染相符合,为锰矿区及其他金属矿区雨水径流中重金属污染的评测和控制、治理与修复等提供科学依据。     

应用污染模型和地理信息系统评价和管理农业非点源污染

重视农业非点源污染是国际大趋势。美国等发达国家多年研究证实，农业非点源污染是导致水质污染最主要原因之一。研究和控制农业非点源污染已是发达国家政府农业和环保部门主要议程之一。我国大部分地区降水集中，生态破坏导致水土流失严重。近年来化肥农药等农用化学物质的用量不断增加，加上施用技术上的不合理，非点源污染问题日益突出。湖泊、水库、河流已普遍富营养化，并有加剧之势’“。水源中因农药等含量过高造成渔业损失和人类中毒事件也时有发生。随着对农业可持续发展认识的不断深入，研究和控制农业非点源污染的工作已日益受到…     

三峡库区大宁河流域非点源污染研究

以大宁河流域巫溪水文站控制流域为研究对象,应用分布式非点源污染模型SWAT,利用实测流量、泥沙负荷及氮、磷负荷数据对模型进行了率定和验证,并模拟了大宁河流域的径流量和营养物质氮、磷的排放.结果表明,月平均流量在率定期和验证期的效率系数分别达到了0.93和0.62;泥沙负荷的效率系数分别为0.70和0.34;氨氮和总磷的效率系数分别达到了0.31和0.37.大宁河流域污染物质的排放存在着较大的空间差异,有机氮和有机磷的5年平均排放量区间分别为2.01～38.15和0.35～5.89 ks/(hm2·a),其中,流域西南部子流域的有机氮和有机磷平均排放量最大,分别为38.15和5.89 ks/(hm2·a),是大宁河流域污染物排放的最敏感区域.     

k-C＊模型的人工湿地模拟研究

采用自由表面流人工湿地,对广东省中山市某小区对应段的河涌进行生态修复改造。基于k-C＊模型的计算结果表明,在对现有河涌的面积的利用下,TP和NH4＋-N的去除效果受到限制。采用多因素正交实验对模型的计算结果进行实验验证和分析,研究了4种植物、4种基质,分别在2、4、6和8 d水力停留时间（HRT）下对TP和NH4＋-N的去除效果,得到影响TP和NH4＋-N去除效果的因素主次顺序分别为基质→植物→HRT和基质→HRT→植物;各因素的最佳水平条件分别为：风车草、颗粒活性炭、4 d（HRT）。在最佳水平条件下进行实验,结果表明,TP和NH4＋-N的浓度均可达到出水排放标准浓度指标。k-C＊模型的计算值总是比实验值偏高,但两者之间的误差在一个数量级范围内。     

海岸带狭义非点源污染的研究现状

非点源污染已经成为中国海洋环境重要的污染源,目前的非点源实验和研究多集中在流域、湖泊和水库范围内,缺乏针对海岸带区域的非点源污染的研究,这类狭义非点源是在雨水作用下直接以地表径流和地下渗透的方式进入沿岸海域的。现今在沿海地区,这类非点源对海洋环境的影响越来越大,由于缺乏完善的政策法规、监测手段、计算方法和防治措施,国内外学者对这部分狭义非点源污染的关注度较小,因而如何科学地认识并有效控制狭义非点源污染成为一个紧迫的研究课题。通过对狭义非点源在法律法规、存在特征和防治措施等方面存在的问题和进展加以探讨,以引起相关研究学者的重视。     

k-C*模型的人工湿地模拟研究

采用自由表面流人工湿地,对广东省中山市某小区对应段的河涌进行生态修复改造。基于k-C*模型的计算结果表明,在对现有河涌的面积的利用下,TP和NH4+-N的去除效果受到限制。采用多因素正交实验对模型的计算结果进行实验验证和分析,研究了4种植物、4种基质,分别在2、4、6和8 d水力停留时间(HRT)下对TP和NH4+-N的去除效果,得到影响TP和NH4+-N去除效果的因素主次顺序分别为基质→植物→HRT和基质→HRT→植物;各因素的最佳水平条件分别为:风车草、颗粒活性炭、4 d(HRT)。在最佳水平条件下进行实验,结果表明,TP和NH4+-N的浓度均可达到出水排放标准浓度指标。k-C*模型的计算值总是比实验值偏高,但两者之间的误差在一个数量级范围内。     

基于SWMM模型的合流制管道溢流污染控制系统模拟

针对合流制管网污水溢流所导致的城市内涝和城市内河黑臭问题,以武汉市巡司河片区为例,利用暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM)软件,构建该地区合流制排水系统的水力水质模型,模拟了不同降雨强度的暴雨模拟和全年降雨状况,分析了该地区溢流污染特征,据此提出了切实有效的合流制排水系统改造方案,并采用SWMM模型对不同改造方案的溢流水量和水质控制效果进行了模拟。结果表明,在箱涵与雨水调蓄池的共同作用下,对溢流污水量的截流比例在90%以上,年溢流次数小于10次,年溢流水量平均减少了1.75×10⁷ m³,对污染物的截流比例均在95%以上,每年溢流进入地表水中的COD减少了3 295.5 t,NH₃-N减少了505.8 t,TP减少了63.1 t,SS减少了1 981.1 t,溢流问题得到了极大的缓解,溢流污染能够得到较好的控制。随着暴雨重现期延长,截流效果会随之下降。箱涵和雨水调蓄池的组合措施对溢流污水具有明显的削减和调控作用,能够有效降低城市内涝隐患和缓解内河黑臭化问题,通过定量表征箱涵-雨水调蓄池组合在溢流污染方面的控制效果,为国内合流制排水管网改造提供技术支持和海绵城市设计提供参考。     

上海市青浦区农业非点源污染的流域分配研究

根据遥感技术得到的土地利用类型、河网、道路、圩区等信息,结合地理信息系统(GIS)的空间分析功能,建立了在多种空间因素影响下确定农业非点源污染负荷的流域分配方法。在此基础上,以上海市青浦区为例,得到了该区各河段中的污染负荷量．从而为寻求流域内合理的土地利用模式和农业非点源污染排放总量的控制方法提供决策依据。     

基于SWAT模型的观澜河流域城市面源污染负荷量化及影响效应评估

随着我国城市区域污水收集、截污系统的完善与水质净化厂出水标准的提高,点源污染逐步得到控制,城市面源污染对河流水质的影响越来越凸显。针对当前城市内河流集水区域城市面源污染负荷难以量化、对水体水质影响效应难以解析等问题,以深圳市观澜河流域为研究对象,通过对流域的现场勘察调研与地表累积物采样研究,来修正流域土地利用类型数据与SWAT模型的城镇数据库,构建流域城市面源污染评价模型。结果表明：SWAT模型城镇数据库中地表沉积物最大累积量(DIRTMX)、地表沉积物中总氮含量(TNCONC)、地表灰尘累积半饱和时长(TNALF)与地表灰尘总磷含量(TPCONC)对TN与TP负荷的模拟最为敏感;建立的SWAT模型对观澜河流域径流量、TP与TN模拟验证期的纳什效率系数(E_NS)分别为0.79、0.7、0.67,决定系数(R²)分别为0.81、0.77、0.81,模型拟合结果较好。应用SWAT模型分析了2018年观澜河流域TN和TP的城市面源污染时空分布特征：TN和TP输出最高值为13.31~14.91 t·km⁻²和1.69~1.86 t·km⁻²;8月份观澜河流域降雨径流污染最为严重,TN和TP负荷分别为2.15 t·km⁻²与0.24 t·km⁻²。上述评估结果可为区域城市面源污染的负荷量化与影响效应评估提供参考。     

水平潜流人工湿地系统处理微污染原水的研究

采用水平潜流人工湿地系统处理微污染原水,同时考察了水力停留时间、温度、水力负荷以及植物的生长状况等对人工湿地系统处理效果的影响。结果表明,水平潜流人工湿地系统对微污染原水有较好的处理效果,COD、TP、TN、NH⁺₄-N、NO^-₃-N和NO^-₂-N的平均去除率分别为51.55%、49.90%、51.74%、 47.36%、52.67%和63.23%。按照国家地表水环境质量标准（GB3838-2002）,经过湿地处理后,出水COD平均值达到Ⅰ类;出水TP平均值达到Ⅱ类;出水TN平均值基本接近Ⅳ类;出水NH⁺₄-N平均值达到Ⅱ类。另外,研究表明, 本系统在水力停留时间为3 d时,水力负荷为0.2 m/d处理效果最好,温度的变化与污染物的去除率呈正相关关系,植物生长旺盛程度直接影响着整个系统的处理效果。