地下水农业面源污染研究现状与展望

农业面源污染是造成地下水污染最普遍也是最难治理的主要因素.综述了地下水农业面源污染的危害,主要影响因素,污染物测定方法,数值模拟、RS、GIS技术的应用及其防治对策,并对今后的地下水农业面源污染研究进行了展望.     

SWAT模型在大洋河流域非点源污染模拟中的运用研究

基于SWAT模型,以大洋河流域为研究流域,定量模拟了大洋河流域2000-2010年非点源污染,研究结果表明:SWAT模型适合于大洋河流域的非点源污染模拟,模型在参数率定期和验证模拟总氮和总磷相对误差均小于30%,模拟确定性系数达到0.5以上,满足流域非点源污染模拟精度要求;大洋河流域总氮和总磷峰值主要集中在7-9月份。研究成果对于大洋河流域水环境保护和治理提供参考价值。     

流域面源集成管理系统的设计与应用

利用矢量数据结构的地理信息系统(GIS)软件和模拟模型集成开发流域面源污染管理系统.以上海市苏州河流域为例,通过土地利用类型、土壤类型、子流域等图层的叠加,将流域空间分割为一系列不规则的矢量多边形,并将这些矢量多边形作为非点源模拟的空间单元;利用组件式地理信息系统平台MapX、Surfer等,设计和开发了无缝集成的苏州河面源管理信息系统的结构、功能和数据库组成,并初步建立了可运行的苏州河流域面源管理信息系统.在系统的支持下,可有效地实现流域面源污染负荷估算、面源污染指数评价、单位面源负荷的等值线绘制以及面源污染的总量控制等功能.所开发的系统,既是面源污染专业软件开发的有益尝试,同时也是流域数字化环境管理的有益探索.     

一维水质模型结合改进的输出系数法在流域非点源污染负荷估算中的应用

非点源污染是导致流域水体水质恶化的关键污染来源之一,为了估算流域非点源污染负荷,本文提出将一维水质模型应用于分离监测断面点源污染负荷和非点源污染负荷的方法,并结合了改进的输出系数法,以COD_Mn和NH₃-N为代表性指标,将该模型应用于潮河下游流域,并与传统的水文分割法结合改进的输出系数法估算非点源污染负荷的结果进行对比。结果表明,一维水质模型结合改进的输出系数法估算流域非点源COD_Mn和NH₃-N污染负荷模拟值的纳什系数均在0.800以上,具有良好的模拟精度,同时避免了水文分割法无法较好地模拟枯水期非点源污染负荷的弊端。该方法在运用SWAT（soil and water assessment tool）模型预测得到水文数据的情况下,能够预测流域非点源污染负荷,作为SWAT模型对COD模拟的补充。     

不同耕地类型对流域水沙过程的影响研究

常用的水土保持措施是退耕还林,但淮河流域是中国重要的农业产区,大规模实行退耕还林并不现实,所以通过调整耕地类型来减少水土流失可能是解决社会经济发展和生态保护矛盾的好方法。为研究不同耕地类型对流域水文要素及产沙的影响,考虑水田和旱地两种耕地类型对淮河息县水文站上游流域构建SWAT模型,构造A(实际耕地利用方式)、B(所有耕地为水田)和C(所有耕地为旱地)三种耕地类型情景,比较不同耕地类型情景下流域水文要素及产沙的变化情况。研究结果表明:所构建的SWAT模型在息县流域径流及泥沙模拟中具有良好的适用性,R2和NSE(Nash Sutcliffe Efficiency)均达到0.75以上;水田和旱地两种不同耕地类型对流域多年年均蒸散发及多年平均径流量影响较小,但对流域产沙量影响较大,在汛期更为明显,模拟期内每平方公里水田每年最多比旱地少产沙491.8t,平均每年少产沙约208.7t。采取水田耕种比旱地耕种更有利于减少息县流域内的水土流失。     

SWAT模型在密赛流域的应用与比较研究

为对比分布式水文模型SWAT与典型集总式水文模型新安江模型的径流模拟能力,以钱塘江支流密赛流域为实验流域,以CRU气象数据集为气象输入资料,分别进行SWAT日、月径流模拟与验证,并与新安江模型模拟成果进行对比。结果显示SWAT模型在实验流域的月尺度径流模拟中更具优势,也表明SWAT模型在我国径流模拟中具有良好的适用性。     

土壤重金属元素迁移模拟方法在矿集区适用性比较

选择合适的模拟方法预测重金属的迁移对于防治重金属污染具有重要意义。介绍土壤重金属的垂向迁移和水平迁移2种方式,比较了垂向迁移中的经验模型、分相模型和整体模型,以及水平迁移中的SWAT模型、随风迁移模型的优缺点及其影响因素,探讨了这些模型在矿集区重金属迁移模拟中的适用性,为矿集区选择合适的土壤重金属迁移模拟方法提供了科学依据。     

杭州市农业面源污染现状及防治对策研究

一、农业面源污染现状分析 当今,农业面源污染已成为我国三大环境污染之一,这也是世界共同关注的一个严重环境问题。农业面源污染主要是在农业生产活动中,溶解的或固体的污染物和农户生活垃圾从非特定的地域,在降雨或灌溉过程中,经地表径流、农田排水、地下渗漏等途径进入外界环境,对土壤、水分和空气等的污染。     

气候波动和土地覆盖变化下的黄河源区水资源预测

以黄河源区为研究对象,以分布式水文模型SWAT为研究工具,建立不同气候波动和土地覆盖变化情景,模拟和预测未来水资源的变化。针对黄河源区特殊的下垫面条件,着重冰雪和冻土的水文过程调试,对模拟结果的评价显示,SWAT模型能够较好地模拟黄河源区的水资源变化。不同情景下演算得出的水资源量数据可信,具有一定的实用意义,随着认识的深入和模型结构以及参数的优化,模型在寒区水资源研究和管理中会发挥更大作用。     

基于SWAT模型的新疆喀什地区地下水时空变化动态模拟研究

地下水是干旱半干旱地区地下水的重要组成部分,该区域地下水动态研究一直是热点问题,受关注程度较高。近年来,一些分布式水文模型在不同区域水文时空模拟中得到具体应用,本文结合SWAT模型对新疆喀什某区域地下水进行时空动态模拟。研究成果表明:SWAT模型可适用于新疆喀什地区的地下水动态模拟,模型计算值和区域地下水监测值之间的误差在6.20%~14.86%之间,相关系数在0.527~0.684之间;降水量偏大区域,其地下径流补给相对较大,区域地下水总体呈现南大北小的分布趋势。研究成果对于新疆地区地下水时空演变动态分析提供方法参考。     

基于SWAT模型的流域径流模拟研究进展

本文概述了国内外应用SWAT模型在流域径流模拟研究方面的主要进展.简要介绍了SWAT模型的径流模拟功能,概括了在不同流域、不同时间尺度上基于SWAT模型的径流模拟的适用性,并针对模型在具体应用时受特定区域下垫面影响这一限制因素,归纳了模型径流模拟功能的开发、改进与拓展.在此基础上,介绍了模型输入参数和环境变化对径流模拟结果的影响,特别是气候和土地利用/覆被变化对径流的影响.最后,总结了现有基于SWAT模型的流域径流模拟研究存在的问题,并就这些问题的解决方案进行了讨论.     

基于综合水质标识指数法的水体污染季节性变化特征研究

以辽宁省营口地区主要河流为例,运用综合水质标识指数方法对其污染季节变化特征进行分析。结果表明:在汛期6—9月份,营口地区河流水质总体稳定在II类-III类水质标准之间,而在非汛期特别是枯水年份,其水质标准在III类～IV水之间变幅。主要河流PH指标常年可稳定在6. 34～7. 23之间,适合于水生生物生长。污染主要来源于城市点源排放,氨氮污染指数最高,水体沿程污染程度有所增加。     

降雨强度对植生滤带削减农业面源污染效率的研究

植生滤带可有效减少农业面源磷污染,并且可以保持水土,被认为是削减农业面源污染最有效的管理措施,并广泛应用于农业面源污染的治理。降雨强度是决定植生滤带拦蓄沉积物和滞留养分的重要因素。本研究选择常见降雨强度范围,根据某中下游流域实际情况设计出模拟实验装置,确定不同降雨强度条件下植生滤带对农业面源污染防治的效果,为某中下游植生滤带的设计和建设提供借鉴依据。结果表明:降雨强度对TP的削减效率的影响主要是通过改变TP的载体即地表径流的流速来实现的,降雨强度越大,径流流速越大,从而导致TP在植生滤带中被吸附的时间和效率降低,导致TP削减效率减少。     

不同分布式水文模型在大凌河中游对比运用研究

不同水文模型在不同流域都具有一定的适用性,为对比分布式水文模型SWAT模型和VIC模型在大凌河中游的适用性及模拟精度,以大凌河中游大城子水文站以上流域为研究区域,基于大城子水文站2000-2010年水文数据,对比分析两种分布式水文模型在大凌河中游的适用性及模拟精度。研究成果表明:SWAT模型更适合于大凌河中游的水量模拟,SWAT模型模拟相对误差均值为5.21%,低于VIC模型模拟的相对误差(相对误差均值为8.01%),且SWAT模型模拟的确定性系数均值为0.74,优于VIC模型模拟的确定系数(确定系数均值为0.68)。研究成果对于大凌河中游水文模拟及流域水文预报预警提供参考价值。     

东北半干旱地区流域分布式水文模拟——以洮儿河流域为例

以东北半干旱地区典型流域-洮儿河流域为研究对象,应用SWAT模型对流域水文过程进行了模拟研究;选择流域上游子流域和中下游子流域分别进行参数敏感性分析,识别出影响模拟结果的敏感参数,研究发现部分参数敏感性存在空间变异性,分析主要原因在于气候和下垫面的空间异质性导致了流域上下游产流模式存在差异。采用1988-1997年水文气象数据进行模型率定和验证,结果表明：干流水文站月流量过程率定期Nash-Sutcliffe 效率系数平均值为0.78,验证期为0.72,相关系数都达到0.86以上,水量误差大多在20%以内,对日过程的模拟也有较高的精度;枯水年模拟结果较差,主要是因为流域降水站数量不够,难以反映降水的时空分布。对于水文、气象等资料相对缺乏的东北半干旱地区,SWAT模型的模拟结果总体令人满意,可以应用于与流域径流相关的各种模拟分析,研究成果对进一步加强洮儿河流域水资源综合管理提供了依据和手段。     

SWAT模型中天气发生器与数据库构建及其验证

提出了通过日照时数和太阳辐射量的相关关系来估算逐日辐射量的方法。采用日平均温度和日平均湿度来计算日露点温度，以建立SWAT模型天气发生器。采用插值方法对土壤粒径进行转换，并利用SPAW程序估算土壤水特性参数，建立了SWAT模型土壤属性库。将构建的SWAT模型应用于潮河上游下会水文站以上流域的水文过程模拟，月效率系数≥0．91，确定性系数≥0．93，取得了非常好的模拟效果。结果表明在缺乏详细的气象和土壤数据情况下，可以构建SWAT模型进行水文模拟研究。     

改进S-P模型在营口地区河道降解及纳污能力分析中的应用

采用改进的S-P模型对营口地区主要水功能区河流的降级及纳污能力进行分析。结果表明:相比于传统S-P模型,改进模型在营口地区河流降解及纳污能力具有较好的适用性。主要污染物降解系数计算误差降低14. 1%和14. 8%。通过分析,营口地区远景年份污染物的削减率可达分布达到39. 9%和48. 4%。     

中国南方岩溶地下水面源污染风险评价及防控对策

我国南方发育分布了约80万km2的碳酸盐岩地层、3 620个岩溶地下水系统,赋存了1 806×108 m3/a岩溶水资源,为南方69个城市约5 000万城市居民及8 000多万农村人口提供了供水水源。但是岩溶水受到了程度不同的污染,而农业面污染源对岩溶水所产生的污染已经远远超过非面源污染,威胁着岩溶地区供水安全。岩溶地下水污染风险评估研究意义重大。作者在全面系统地分析了南方岩溶水特点、污染类型及污染途径等的基础上,结合已有的实验研究结果总结了岩溶地下水污染的防护能力,提出了污染风险识别、污染概率估算、污染风险评价与防控的理论方法,并以贵阳为例,对岩溶地下水面源污染风险进行了评价,针对岩溶地下水面源污染特点提出了防控对策。     

四川红层农业面源污染三氮等典型离子迁移研究——以金堂为例

通过分析成都金堂龙镇地下水赋存空间、村民施肥状况,来研究农业面源污染对地下水的影响。采用室内土柱淋滤实验模拟当地包气带土层进行实验,根据淋滤液中三氮等典型离子在一定时间内的浓度变化,分析离子在土壤包气带中的迁移变化以及得出离子在地下水中的迁移量及其浓度变化规律。最终提出切实可行的防治措施以降低施肥对土壤及地下水的污染。     

四川红层农业面源污染三氮等典型离子迁移研究——以金堂为例

通过分析成都金堂龙镇地下水赋存空间、村民施肥状况,来研究农业面源污染对地下水的影响。采用室内土柱淋滤实验模拟当地包气带土层进行实验,根据淋滤液中三氮等典型离子在一定时间内的浓度变化,分析离子在土壤包气带中的迁移变化以及得出离子在地下水中的迁移量及其浓度变化规律。最终提出切实可行的防治措施以降低施肥对土壤及地下水的污染。