SWAT模型在国内外非点源污染研究中的应用进展

模型模拟是定量估算非点源污染负荷的有效工具,也是对其进行规划、控制和管理的前提.近年来SWAT模型在国内外得到了快速的发展和应用,是目前全球评价大范围和环境变化条件下非点源污染问题的一个有效工具.简介SWAT模型的发展历程及原理,概述了SWAT模型目前在国内外的水文评价、污染物流失模拟、输人参数、土地利用及气候变化对水文响应的影响等方面的研究现状,并对SWAT模型的发展方向提出了建议,为模型的进一步完善与应用提供参考.结果显示,SWAT模型对水文评价(如径流量、泥沙量)可得到较好的模拟和预测结果,能够模拟污染物(如农药和化肥)在农田和河网中的迁移过程,模拟与分析土地利用/覆被变化及气候变化对水文过程的影响.模型参数的确定及其对地下水流与溶质运移的模拟是模型的主要问题,需要进一步研究与完善.     

中国非点源污染研究评述

提出非点源污染较全面、准确的概念，总结归纳出非点源污染9个方面的来源，综述了国内非点源污染模型及其控制管理的研究情况，并针对目前国内非点源污染模型研究及其控制管理研究存在的问题，指出未来该领域研究的重点和方向。文章认为，在模型方面，应把微观机理模型推广到宏观尺度，与大型流域管理模型相结合，而污染物风险分析功能模型、地理信息系统支持下的专家系统软件等是研究重点；在控制管理方面，污染物排放总量控制规划、人工模拟与野外实验相结合、应用经济手段等是研究的发展方向。     

不同源类型农业非点源负荷特征研究——以新田小流域为例

以珠江三角洲北部新田小流域为研究对象,采用源类型法,在流域范围内建立林地、果园、旱地和水田四个全封闭的农业用地单元,并对四个单元出口处的径流量进行同步采样,分析COD、BOD、氨氮、总氮和总磷等污染物的负荷特征.结果表明:(1)流域地表水存在着明显非点源污染现象,不同源类型,地表径流的污染程度不同.(2)不同源类型农业非点源污染负荷强度不同,其中水田、旱地单位面积非点源负荷强度较大,果园、林地各项污染物的负荷强度相对最小.受地表扰动、施肥等人类活动影响,流域内水田、旱地是农业非点源污染发生的关键源区.(3)流域范围内,不同源类型农业非点源负荷总量不同,其中,果园各项污染物非点源负荷总量最大,其次是林地,水田、旱地非点源负荷输出总量较小,流域范围内,源面积成为影响非点源负荷总量的主要因素.(4)相应的非点源污染治理不仅是关键源区,同时应关注大面积流失区.     

非点源污染模型研究进展

随着点源污染的有效控制,非点源污染已成为水体污染的主要因素,如何有效地控制和管理非点源污染已成为水环境整治的一项重要任务。而计算机模型是极其有效的流域非点源污染模拟和污染负荷估算的定量化工具,为非点源污染评价、管理和控制提供了可靠依据。文章综述了非点源污染模型的发展概况及其研究不足,并对模型的发展趋势进行了分析和预测。由于非点源污染随机性大、分布范围广、形成机理模糊、管理控制难度大等特点,未来非点源污染的量化模型研究及其与量化模型有关的相应参数研究、模型与GIS集成研究将成为未来研究的主流。     

最大日负荷总量(TMDL)技术在农业面源污染控制与管理中的应用与发展趋势

介绍了美国最大日负荷总量(total maximum daily load, TMDL)计划的基本内容、基本原理和实施步骤,综述了TMDL计划在国内外实施中常用的流域模型,如SWAT、HSPF和AnnAGNPS模型的研究进展,以及TMDL计划中使用的最佳管理措施(BMPs)及TMDL不确定性分析方面的研究现状.最后,提出了TMDL技术的发展方向,结合我国环境保护和总量控制技术体系现状,展望了TMDL技术在我国农业面源污染控制与管理中的应用前景.     

基于SWAT模型的渭河流域污染控制效果模拟

在实测数据的基础上,利用率定验证后的SWAT模型对渭河流域污染负荷进行模拟计算,并对非点源和点源污染控制措施的模拟效果进行评价。结果表明:非点源污染综合控制措施可较好地削减污染物,且削减效果明显高于单一非点源措施。点源污染控制措施对N、P削减效果较明显,且削减效果随着强度的增加而增强。点源和非点源相结合的污染控制综合方案对流域N、P的削减效果比单一措施效果明显,采取综合措施后2020年渭河流域污染负荷产出均有所下降,且满足"十二五"规划中主要污染物控制目标,说明综合措施治理效果较好,流域水环境质量得到明显提高。     

中国农业非点源污染控制的经济措施探讨--以北京密云水库为例

针对我国农业非点源污染特征,提出污染控制经济政策体系,包括基于限制和约束功能的税费政策,基于引导和鼓励功能的补贴、补偿等优惠政策,以及创建基于流域的使污染削减总成本最小化的排污权交易市场。选择北京市重要水源地———密云水库的2大汇水流域之一的潮河流域(密云县境内)为政策设计示范区,从经济、技术及制度方面分析了各经济政策的功能和适用情况,提出本区以鼓励扶持引导为主、收费惩罚为辅控制削减农业非点源污染的经济政策构想,并估算了对农民环保行为给予补贴和补偿的额度。     

改进USLE模型及其在于桥水库非点源污染敏感区划分中的应用

根据于桥水库周边流域非点源污染的特点,在充分考虑污染源与水库的距离以及库体自净作用因子的基础上,对饮用水源地非点源敏感区划分的通用土壤流失方程（USLE）方法进行了改进。结合2009年库区周边的ETM遥感影像、数字高程模型（DEM）和土地利用类型等数据,应用改进的USLE模型对库区周边非点源污染敏感区划分进行了实证研究。研究结果表明,库区西部的敏感性明显高于东部,库周的别山镇、五百户镇、渔阳镇、穿芳峪乡和马伸桥镇的水库沿岸是非点源污染敏感度较高的区域,是非点源污染的优先控制区。     

平原灌区农田养分非点源污染研究进展

平原灌区作为农业规模化生产的基地,在农业乃至经济社会发展中起到了重要作用,但是随着农业的发展,平原灌区农田非点源污染问题日益严重,研究平原灌区农田非点源污染具有重要意义。文章以平原灌区污染物随水文循环迁移过程为基础对平原灌区养分非点源污染研究进行综述。(1)平原灌区农田非点源污染的主要来源是过量的化肥施用,农药和农膜,秸秆等农作物的降解,牲畜粪便,污水灌溉,灌溉引起的盐渍化以及大气的干湿沉降等;产生及影响因素主要有土壤的理化性质,水分的输入方式和人为管理措施等。(2)降雨径流及灌溉排水条件下污染物在多级渠系中的迁移规律和灌区地表水与地下水的交互耦合作用决定了平原灌区农田非点源污染的输送途径与特征。(3)在监测资料比较缺乏时,采用输出系数法进行负荷估算;在监测资料充足情况下,采用针对灌区特殊的水文特征而改进的经典水文模型对平原灌区农田非点源污染的负荷进行估算。(4)新型肥料、配方施肥、合理的耕作措施及生态沟渠的设置有利于平原灌区农田非点源污染的控制,TMDL(Total Maximum Daily Loads)为平原灌区农田非点源污染控制提供可靠的依据。针对平原灌区非点源污染研究现状,提出了中国开展平原灌区农田非点源污染研究的重点,包括养分污染物在多级沟渠中的迁移,灌区地表与地下水水量水质耦合模型的建立,分级控制单元与TMDL的制定以及多模型结合模拟等,可望在控制农业非点源污染方面起到指导作用。     

我国农业非点源污染研究概况与展望

农业非点源污染因其对水体污染的普遍性而日益受到重视,本文综述了我国农业非点源污染研究现状及近年来研究方法特别是定量化研究的最新进展,并结合我国实际提出今后这一领域的研究重点。     

我国水环境农业非点源污染防治研究简述

概述了我国农业非点源污染的危害、污染影响因素和污染防治措施方面的研究。     

我国水环境农业非点源污染防治研究简述

概述了我国农业非点源污染的危害、污染影响因素和污染防治措施方面的研究。     

北运河下游流域典型设施农田非点源污染负荷定量化研究

为定量研究北运河下游流域设施农业非点源污染负荷情况,选择北辰双街大棚葡萄示范园为研究对象,通过对降雨径流污染负荷模型(SCS模型,USLE模型,吸附态N、P污染负荷模型以及溶解态N、P污染负荷模型)和灌溉污染负荷模型(改进的输出系数法模型)进行研究与修正,对径流和灌溉过程进行模拟分析,估算大棚种植区的污染负荷.结果显示,研究区雨季吸附态N、P输出负荷分别为40.98和1.42 kg·a-1,溶解态N、P输出负荷分别为628.77和4.57 kg· a-1,灌溉期TN、TP、NH4+-N和NO3--N输出负荷分别为182.15、2.56、60.49和62.82kg·a-1.示例验证表明所建模型具有较好的模拟效果,可进一步推广应用.     

特定小流域水质模型的选择

根据特定小流域的水文特点和实际要求，建立一个流域综合水质模型，它由三个子模型支持，即：河流水质模型、水库富养营化模型和非点源污染模型。本工作对河流水质模型（ＱＵＡＬ２ＥＵ）加以改进，使之适应Ｗ河的具体情况，并在ＱＵＡＬ２ＥＵ增加了模拟ＣＯＤ、网箱养鱼和底泥泛起的功能。完成了作了水源地的水库地的水库富营养化模型，解决了流域内农业耕作、污水灌溉等造成的非点源污染随降雨径流进入水体过程的模拟和计算，使之     

派河流域农村生活垃圾非点源污染负荷研究

运用生活垃圾非点源污染负荷估算模型估算派河流域农村生活垃圾及污染物的污染负荷量,并提出解决措施。2014年派河流域农村生活垃圾产生量为45 521.92 t,流失量为23 136.14 t,TN、TP、TOC和COD的污染负荷量分别为73.77、5.05、514.89和680.01 t。各乡镇(开发区)比较而言,上派镇农村生活垃圾污染负荷量最大,TN、TP、TOC和COD入河量分别为35.01、2.40、244.33和322.69 t,占派河流域农村生活垃圾总污染负荷量的47.45%;南岗镇污染负荷量最小,TN、TP、TOC和COD入河量分别为1.11、0.08、7.72和10.20 t,所占比例为1.50%。上派镇是派河流域农村生活垃圾非点源污染的主要来源,这是因为在派河流域农村生活垃圾收集率、污染物入河系数等相差不大的情况下,该镇农业人口数最多。     

珠海市非点源污染负荷研究方法初探

就珠海市现存的水环境问题立项研究非点源污染。简要介绍本研究的总体方案,探讨城区地表径流污染、农业地表径流污染、畜禽养殖业污染和大气湿沉降污染的研究方法。针对珠海非点源污染现状,提出非点源污染负荷的削减方法以及调控对策。可为本区域的水环境治理提供科学依据,并可资全国其他地区开展类似研究借鉴。     

太湖流域非点源污染负荷估算

在现有技术条件下,运用相对简单可行的方法对太湖流域的非点源污染负荷进行了初步估算.通过实地监测和调查,获得了土地利用、生活污染、畜禽养殖以及水产养殖等不同类型污染源的产污系数,并与遥感、GIS技术相结合,分别计算了太湖流域农田、生活、畜禽养殖、水产养殖等不同类型污染源的污染负荷.计算结果表明,畜禽养殖和生活污染是太湖流域非点源污染的主要来源,畜禽养殖的TN、TP和COD污染负荷分别占流域总污染负荷的34%、58%和61%,农田污染所占比例并不突出.应将畜禽养殖和生活污染作为太湖流域非点源污染控制的重点.     

基于单元分析的青铜峡灌区农业非点源污染估算

针对灌区农业非点源污染难以监测控制的具体特点,基于单元分析的观点,提出了负荷贡献率的概念,并在此基础上,建立了灌区农业非点源污染负荷估算方法;以青铜峡灌区为例,利用2005-2006年灌溉周期灌排水质监测试验资料对灌区年农业非点源污染矿化度、铵氮、总氮和总磷负荷进行了估算,并与平均浓度法进行比较.计算结果表明:青铜峡灌区农业非点源污染年输出盐分283万t,铵氮0.55万t,总氮4.11万t,总磷123 t;结合黄河干流控制断面水质资料比较分析,青铜峡灌区农业非点源污染负荷中盐分输出占干流区间增量的70%,铵氮和总氮分别是区间点源污染负荷的0.28倍和1.52倍,对黄河干流水质影响很大;而总磷由于输出量较小,对干流水质影响不大.     

雷州半岛地表水体非点源污染物时空变化特征研究

以雷州半岛为研究区，利用2000-2003年问南渡河与九洲江，以及赤坎水库与鹤地水库的4年常规监测数据，结合实地调查，利用数理统计分析，对雷州半岛地表水体非点源污染物及其时空变化规律进行了初步研究。研究发现，河流与水库的水质均是以氮污染为主，水体有富营养化现象发生，同时，两河流在雨季都不同程度受到了非点源污染的影响，而只有赤坎水库明显受到了非点源污染的影响。究其原因，主要是由于土地利用方式的不同在一定程度上决定了雷州半岛地表水体非点源污染物质量浓度的时空变化特征。因此，只有合理调整流域和库区的土地利用方式、加强区域的水土流失治理工作，才能有效降低非点源污染所带来的地表水体环境污染问题。     

基于GIS的龙墩水库典型小流域面源污染氮磷负荷研究

以南京市高淳区龙墩水库流域为研究对象,运用地理信息系统(GIS)和通用土壤流失方程模型(USLE)预测氮磷的污染负荷.利用SWAT模型的子流域划分模块进行流域分区,运用等标污染负荷和等标污染强度进行面源污染评价,最后通过聚类分析完成氮磷污染负荷的分级,从而确定关键源区.结果表明,研究区总磷(TP)污染强度为4.95 t·km-2,污染负荷为124.25 t;总氮(TN)污染强度为10.96t·km-2,污染负荷为274.87 t.整个流域的等标污染负荷为2.76× 109 m3,其中TN为2.75× 108 m3,等标污染负荷比为9.96％;TP为2.48× 109 m3,等标污染负荷比为90.04％,TP为流域面源污染的主要污染物.不同土地利用方式的TP和TN污染负荷和流失模数均以旱地为最高,旱地是流域内面源污染物的主要来源.