基于SWAT模型污染防治措施对茫溪河水质改善影响研究

为了更好地开展茫溪河的污染防治,摸清茫溪河流域污染源贡献比例以及各种污防措施对水质改善效果十分必要。基于SWAT构建了茫溪河流域分布式水文和污染负荷模型,根据监测数据分析了茫溪河近年超标污染物,基于SWAT模型分析了茫溪河水质达标场景假设,包括污染源贡献率及生态补水、点源和面源等污染防治措施对水质改善的效果情况。结果表明,茫溪河流域超标项目集中在总磷和高锰酸盐指数;污染源中,面源相对于点源对高锰酸盐指数和总磷贡献率大些,特别是水土流失的贡献率最大,分别达到了42.8%和76.1%;生态补水对污染物浓度降低有一定影响,直排源和非直排源污染控制一定程度上使污染物浓度降低,达标率有所提升。基于SWAT模型的茫溪河水质达标场景分析对于推动水质改善具有积极的意义。     

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。     

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％。     

海河流域种植业非点源污染特征分析

海河流域农用化肥施用量比较大,高于全国平均水平。但是由于水资源严重缺乏,且降雨量有逐年减少的趋势,加之人类活动的影响,产生农田径流的几率极低,通常情况下,土壤中未被作物吸收利用的氮磷不会随地表径流进入水体。在发生暴雨的情况下,土壤中的氮磷则有可能随地表径流和土壤侵蚀进入附近河道,污染地表水。另一方面,海河流域的降雨80％集中在6—9月的汛期,大雨促使土壤硝态氮向土壤剖面深层迁移,存在污染地下水的威胁,但污染程度如何,需要进一步研究确定。总之,海河流域种植业非点源污染有可能集中爆发在有暴雨的汛期,具有显著的突发性特征。     

农业非点源模型--AGNPS概述

非点源污染在国内外已越来越受到关注，其中农业非点源又占相当大的份额。由于非点源污染产生机制的特殊性。导致实地调查和试验研究不易实行。故而数学模型方法在这一领域尤其能够体现出它的优点，对它的研究也受到了学术界越来越多的重视。目前，国外已开发出了大量的非点源数学模型，而其中A3NPS模型是应用较为广泛者之一，并已在我国得到了应用。基于此，文中介绍了AGNPS模型的基本结构，主要包括水文、侵蚀和化学污染物的迁移三部分。自从该模型被建立以来，国外已对它进行了大量的研究，本文从研究最多的几个方面进行了讨论，即计算网格的优化、模型输入输出与GIS的结合以及模型的风险性等，以期为在我国的具体应用提供一定的参考。     

巢湖流域非点源污染来源、影响及控制研究

巢湖是我国五大淡水湖之一,其生态环境安全问题十分突出。随着流域内工业废水和城市污水等点源污染改善的同时,来自农业活动、生活垃圾等的非点源污染成为巢湖水环境污染、湖泊富营养化的重要影响因素。本文分析了,巢湖流域非点源污染的主要来源及其对生态环境所造成的影响,在此基础上进一步概括当前控制巢湖流域非点源污染的主要管理措施。     

最佳管理措施（BMPs）在流域农业非点源污染控制中的应用

简要介绍了最佳管理措施（BMPs）的概念和基本原理,从工程措施和管理措施2方面概述了其在流域农业非点源污染控制中的应用,提出了BMPs在流域水质管理中应注意的问题。     

SWAT模型在我国山区小流域水质预测中的应用——以琼江流域为例

小流域水环境受人类活动的影响显著,为解析我国典型山区小流域的水质受人类活动的影响规律,选取琼江流域遂宁段为研究对象,构建了针对琼江流域的SWAT模型,在模型验证的基础上并预测了2030年社会经济发展条件与相应治污条件下琼江流域遂宁段的水质时空变化特征。研究结果表明,2030年琼江流域大安断面逐月流量变化范围为2.82～40.44 m³/s,年均流量为16.20 m³/s,其中8月流量最大;各支流中蟠龙河的流量最大,年均流量达到1.13 m³/s; 2030年琼江干流NH₃-N与TP浓度较高,在枯水季节尤其1～2月水质较差,难以满足Ⅲ类水质标准;干流控制安居城区以上的高滩断面除1月的水质能达到Ⅲ类水质要求,流经安居城区后,干流萝卜园断面在2月份TP未能达到Ⅲ类水质要求,至安居城区以下大安断面,水质进一步变差,1～3月份难以满足Ⅲ类水质要求。成果可为我国山区小流域水质的研究提供借鉴,同时为琼江流域水环境保护和政府决策,提供科学依据和技术支持。     

BMPs在千岛湖流域农业非点源污染控制中的应用

农业非点源污染是最主要的一类非点源污染,也是成为构成目前水质环境恶化的一大威胁。通过对千岛湖流域农业非点源污染现状进行调查,指出非点源污染已成为千岛湖流域重要的污染来源。最佳管理措施（BMPs）通过工程措施、耕种措施和管理措施共同作用控制农业非点源污染,可以取得良好的经济环境效益。根据千岛湖流域农业非点源污染特点,针对性地提出各类非点源污染控制的最佳管理措施。     

人工湿地控制非点源污染的应用

随着点源污染的有效管理和控制，非点源污染已成为水环境污染的主要原因。人工湿地作为一种控制水环境非点源污染的有效工具，已被世界上很多国家所认可。本文首先简述了非点源污染的危害，其次对人工湿地的概念和类型进行了介绍，论述了人工湿地对非点源污染中氮、磷、重金属和农药等主要污染物的去除机理，最后对人工湿地处理系统的附属设施、水力因素、表土层以及植物收割等应用问题进行了探讨。     

Effect of Watershed Subdivision and Filter Width on SWAT Simulation of a Coastal Plain Watershed1

Cho, Jaepil, Richard R. Lowrance, David D. Bosch, Timothy C. Strickland, Younggu Her, and George Vellidis, 2010. Effect of Watershed Subdivision and Filter Width on SWAT Simulation of a Coastal Plain Watershed. Journal of the American Water Resources Association (JAWRA) 46(3):586-602. DOI: 10.1111/j.1752-1688.2010.00436.x Abstract: The Soil and Water Assessment Tool (SWAT) does not fully simulate riparian buffers, but has a simple filter function that is responsive to filter strip width (FILTERW). The objectives of this study were to (1) evaluate SWAT hydrology and water quality response to changes in watershed subdivision levels and different FILTERW configurations and (2) provide guidance for selecting appropriate watershed subdivision for model runs that include the riparian buffer feature through the FILTERW parameter. Watershed subdivision level is controlled by the critical source area (CSA) which defines the minimum drainage area required to form the origin of a stream. SWAT was calibrated on a 15.7 km² subdrainage within the Little River Experimental Watershed, Georgia. The calibrated parameter set was applied to 32 watershed configurations consisting of four FILTERW representations for each of eight CSA levels. Streamflow predictions were stable regardless of watershed subdivision and FILTERW configuration. Predicted sediment and nutrient loads from upland areas decreased as CSA increased when spatial variations of riparian buffers are considered. Sediment and nutrient yield at the watershed outlet was responsive to different combinations of CSA and FILTERW depending on selected in-stream processes. CSA ranges which provide stable sediment and nutrient yields at the watershed outlet was suggested for avoiding significant modifications in selected parameter set.     

Nonpoint Source Pollution Responses Simulation for Conversion Cropland to Forest in Mountains by SWAT in China

Several environmental protection policies have been implemented to prevent soil erosion and nonpoint source (NPS) pollutions in China. After severe Yangtze River floods, the “conversion cropland to forest policy” (CCFP) was carried out throughout China, especially in the middle and upper reaches of Yangtze River. The research area of the current study is located in Bazhong City, Sichuan Province in Yangtze River watershed, where soil erosion and NPS pollution are serious concerns. Major NPS pollutants include nitrogen (N) and phosphorus (P). The objective of this study is to evaluate the long-term impact of implementation of the CCFP on stream flow, sediment yields, and the main NPS pollutant loading at watershed level. The Soil and Water Assessment Tool (SWAT) is a watershed environmental model and is applied here to simulate and quantify the impacts. Four scenarios are constructed representing different patterns of conversion from cropland to forest under various conditions set by the CCFP. Scenario A represented the baseline, i.e., the cropland and forest area conditions before the implementation of CCFP. Scenario B represents the condition under which all hillside cropland with slope larger than 25° was converted into forest. In scenario C and D, hillside cropland with slope larger than 15° and 7.5° was substituted by forest, respectively. Under the various scenarios, the NPS pollution reduction due to CCFP implementation from 1996–2005 is estimated by SWAT. The results are presented as percentage change of water flow, sediment, organic N, and organic P at watershed level. Furthermore, a regression analysis is conducted between forest area ratio and ten years’ average NPS load estimations, which confirmed the benefits of implementing CCFP in reducing nonpoint source pollution by increasing forest area in mountainous areas. The reduction of organic N and organic P is significant (decrease 42.1% and 62.7%, respectively) at watershed level. In addition, this study also proves that SWAT modeling approach can be used to estimate NPS pollutants’ impacts of land use conversions in large watershed.     

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。     

非点源污染模型中土壤侵蚀因子研究进展

非点源污染模型是进行非点源污染模拟研究的重要手段,而土壤侵蚀模型是非点源污染模型的基础,土壤侵蚀因子的研究是土壤侵蚀模型的重要基础。本文对国内外主要土壤侵蚀因子研究的成果进行了概述,并指出在今后相当一段时期内,土壤侵蚀因子的研究仍是土壤侵蚀模型研究的重要工作。     

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。     

秦皇岛市农业面源污染特征分析

对2011年秦皇岛市农业污染源进行分析并测算各污染物排放量,结果表明,农业面源COD排放量为38768．27t,NH3-N为7593．71t,TN为15684．63t,TP为7821．18t;昌黎县是秦皇岛市农业面源污染最重的污染区域;农村生活源对COD排放量的贡献率最大,种植业对NH3-N、TN和TP排放量的贡献率最大。     

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。