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为定量分析复杂流域下垫面氮磷面源污染对流域水环境的影响,研究以南京市云台山河流域为研究对象,结合原位观测,并构建降雨-径流水文模型以及面源污染负荷模型,对云台山河总氮(TN)、总磷(TP)浓度的时空变化特征以及流域不同下垫面TN面源污染产生及入河特征进行分析。水质监测结果表明:云台山河TN平均浓度为5.1 mg·L^-1,各河段TN均超Ⅳ类水质标准。TP平均浓度为0.14 mg·L^-1,仅阳山河支流超Ⅳ类水质标准。TN浓度整体表现为下游高于上游,旱季高于雨季。TP浓度空间变化不明显,年内变化缓慢,表现为逐渐下降的趋势。水文模型及面源污染负荷模型对TN的模拟效果较好,模拟结果表明云台山河流域TN年产生量为581.1 t,主要来自农田径流与农村生活源,胜利河片区和主干流片区是TN污染物的主要来源区域。流域TN年入河量为187.8 t,占面源产生量的32%。受土地利用方式及城镇化程度影响,不同片区TN面源污染入河量呈现明显的空间差异性。为达到目标水质,流域TN需削减量为137.3 t·a^-1,其中农田径流与农村生活污染需削减量分别为55.5 t·a^-1和39.7 t·a^-1。研究表明在流域水文资料较缺乏的情况下,结合原位观测与模型构建,可实现流域面源污染物负荷的定量估算。 相似文献
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我国农业面源污染依然严重,模型是面源污染防控决策支持的有效工具。本文在农业面源污染模型分类的基础上,系统梳理了各类模型在田块流失过程、流域迁移消纳过程中的构建方法。在田块产流过程模拟中,模型大多采用单一超渗或者蓄满产流机制;在流域迁移过程的消纳过程模拟中,迁移路径基于D8算法,采用固定的消纳系数模拟迁移过程中的消纳量。基于我国面源污染产生的特点,本文进一步总结了上述模型在我国农业面源模拟过程中的困境：在田块流失过程中,在我国旱地与水田并存情况下需同时考虑两种产流机制,在南方水域面积大的区域还需考虑农田氨挥发近距离沉降;在地表迁移过程中需考虑多地形（丘陵和平原）、多水体分布特点,地下迁移过程需考虑生物地球化学滞留和水文滞留过程。针对上述困境,文章展望了我国面源污染模型可能的解决方案,以期为我国农业面源污染模型的轻简化和高精度发展提供借鉴。 相似文献
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小流域非点源污染模拟与仿真研究——以HSPF模型在西丽水库流域应用为例 总被引：9，自引：2，他引：9
流域范围非点源污染的环境影响评价是流域水环境管理的基础，模拟仿真研究可为削减非点源污染负荷提供必要的政策依据。在简要介绍了HSPF模型的基本结构的基础上，应用HSPF模型模拟了2000年、2004年7月至2005年6月深圳西丽水库流域水量和水质的连续动态变化。采用ArcGIS软件进行流域划分，通过野外监测完成数据采集，根据河流出口断面流量和污染物浓度校准与验证模型，最终输出流入水库的SS、TN和TP的总负荷量与非点源负荷量，并通过判决系数、Nash-Sutcliffe系数等考察模拟值与实测值的吻合程度。研究结果表明，非点源污染是造成水库水质污染的主要原因，果树施肥是水库N、P污染的主要来源，减少化肥使用量可以使非点源污染负荷明显降低。 相似文献
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非点源污染模型在土壤侵蚀模拟中的应用及发展动态 总被引：10，自引：0，他引：10
近年来 ,随着计算机和地理信息技术的不断发展 ,非点源污染模型在土壤侵蚀研究中得到了广泛的应用 .该文通过对不同模型的背景、功能、应用范围以及优缺点的分析 ,对国外较为常用的 8个土壤侵蚀模型进行了全面综述 .这些模型包括用于预测预报的RUSLE ,WEPP和EPIC ,用于流域水文过程模拟的SHE ,CREAMS和ANSWERS等 ,还有用于流域管理措施评价的AGNPS和SWAT等 .通过对不同模型应用现状的分析 ,提出了土壤侵蚀模拟模型在BMPs评价、湿地水文以及生态系统缓冲带泥沙及营养元素运移等领域的应用前景和发展动态 相似文献
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以洱海流域2006～2018年的时间序列数据为例,利用协整检验、误差修正模型、脉冲响应函数、方差分解等方法,对洱海流域城市化与农业面源污染的关系进行了交互动态响应分析。研究结果表明:城市化与农业面源污染长期存在均衡关系;误差修正模型表明城市化与农业面源污染在短期会偏离长期均衡;不同类型的农业面源污染与城市化之间的关系在城市化进程的不同阶段表现出不同的特征。 相似文献
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森林流域水文模拟模型的概念、作用及其在中国的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
在全球变化的背景下,研究森林植被与水资源相互作用的森林水文学和流域管理科学在国际上得到迅猛发展. 作为一种新型的水文研究和流域管理工具,流域水文模拟模型在中国越来越为森林水文和流域管理工作者所接受和使用. 该文在总结了中国在森林水文研究中的主要问题后,介绍了森林流域水文模拟模型的基本概念、分类方法以及在开展森林与水关系研究中的主要作用,总结了流域水文模拟模型的主要功能. 并以分布式水文模型MIKE SHE为例介绍了模型的结构组成、开发和应用过程. 最后提出该模型在中国应用中要注意的问题,包括中国土地利用的独特性、历史水文气象数据的可靠性和共享性. 相似文献
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构建基于流域人为氮净输入及其入河系数的河流总氮(TN)负荷模型,以探索解决由于面源污染传输空间异质性、传统入河系数核算不确定性较大等问题所导致的典型流域基本测算单元精细化模拟结果难以向大尺度扩展的问题。以面源污染转化较复杂的亚热带南方丘陵区源头流域为研究区,通过建立流域人为氮净输入模型(NANI)和TN入河系数关键影响因子(水文、地形地貌、土地利用等)回归模型,对河流TN负荷通量进行估算。同时将基于小尺度流域(金井河)构建的相关模型向下游大尺度流域(捞刀河)进行应用。结果表明:金井河流域8个集水区(面积2.6~204.1 km^2)NANI从2012年到2017年呈现显著降低趋势,变化范围为(81.7±7.0)~(198.2±32.5)kg·hm^-2·a^-1,其中氮沉降、化肥净输入为主要输入源;构建了基于径流系数和高程为变量的NANI入河系数回归模型,并结合NANI模型对河流TN负荷进行模拟,模型决定系数(R2)、纳什效率系数(NSE)分别为0.729、0.714;将基于金井河流域构建的河流氮负荷模型应用于捞刀河流域(2543 km^2),4个监测断面模拟值与实测值误差范围为10.3%~17.2%。研究表明,基于流域人为氮净输入及其入河系数的河流TN负荷模型在一定程度上满足科学、便捷、适用性,可用于南方丘陵区农业面源污染负荷的估算。 相似文献
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[目的]应用SWAT模型对新蔡河流域的径流、泥沙及面源污染负荷的产输出过程进行模拟计算。[方法]首先介绍了SWAT模型的原理,然后对模型径流参数和水质参数进行率定和验证,最后利用SWAT模型研究新蔡河流域的泥沙及面源污染负荷的产输出特性。[结果]SWAT模型基本合理可行,可用于新蔡河流域面源污染的模拟计算。模拟结果表明,丰水年泥沙和各种面源污染物负荷都比较大,平水年次之,枯水年最小,这说明泥沙和面源污染的产输出与当年的降雨径流量有关。[结论]该研究为流域面源污染的防治提供了科学依据。 相似文献
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分布式水文模型建立在物理机理的基础上,能够较好地反映流域下垫面条件的影响,能模拟计算降雨产汇流的过程,分析时空分布特性,是目前水文科学研究中的一个重要发展方向。流域水文模拟从模拟的侧重点上可以划分为降雨径流模拟、地下水模拟、流域水循环综合模拟。从流域水资源管理的角度出发,分别介绍上述模型的总体结构、特点及适用领域等。 相似文献
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在目前流域环境污染监测体系基础上,筛选并建立小流域面源污染风险评估指标体系,通过因子分析法提取小流域面源污染风险评估等级的潜在变量,建立基于有序多分类离散选择模型的小流域面源污染风险评估模型,提供具体的风险等级评判计算方法,并利用15个流域的面源污染监测数据对模型进行了实例分析。结果表明,该风险评估模型能够较好地挖掘污染风险等级与影响因子之间的关系,并能够计算评估流域面源污染不同风险程度的概率,同时可利用观测的指标变量表示潜在的指标变量,满足小流域监测资料缺乏的实际情况。相比于其他预测模型,该模型能更好地为小流域面源污染治理提供参考。 相似文献
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中国农业面源污染形势估计及控制对策 Ⅲ.中国农业面源污染控制中存在问题分析 总被引：71，自引：3，他引：71
对中国农业面源污染控制中存在的主要问题进行了剖析。分析指出,中国各主要流域的面源污染控制仍然有较大误区,最主要的问题是没有对点源和面源污染进行分类控制。目前即使在农业面源污染已成为水体污染主要原因的流域,仍以河口、河道地带等末端控制工程建设为主。由于没有遵循农业面源污染控制的基本原则:整个流域统一布局,充分考虑当地农村经济条件和现有种植结构,最大限度照顾农民利益,在源头上对不同类型的污染实行总量控制,因此许多地区高氮、磷养分用量的菜果花农田面积目前仍在大幅度增长,对今后流域治污造成更大难度。根据中国现状,目 相似文献
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基于地形指数的TOPMODEL研究进展与热点跟踪 总被引：16，自引：0，他引：16
TOPMODEL是一种以数学方式表示水文循环过程的基于物理过程的半分布式流域水文模型.该模型结构明晰,参数较少且具有明确的物理意义,不但适合于坡地集水区,还能用于无资料流域的产汇流估算.TOPMODEL更大的优点在于非常适用二次开发.该模型最初是用来模拟英国山区降雨径流的,后来被广泛应用于美国东部、新西兰等温湿地区,均显示了很好的模拟结果及可信的变源产流贡献模拟.TOPMODEL是降雨径流模式之一,整个水文过程主要用水量平衡和Darcy定律来描述.它利用变源面积理论原理,采用分布式地形指数(ln(a/tanβ)来刻划流域或坡面的地形,作为决定径流形式的主导因子,并假定流域内具有同一地形指数值的区域具有水文相似性.该文最后对目前TOPMODEL在森林流域水文研究中对产流机制的解释、参数问题以及尺度问题等3个热点问题进行了跟踪. 相似文献
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为满足农业面源污染控制实际需要,建立一种农业面源污染风险评估方法。该方法以农业面源污染风险影响因素分析为基础,建立面向农业面源污染风险评估的GIS空间分析模型,在GIS支持下,实现模型所需数据的提取及分析运算,获得多尺度农业面源污染风险程度分布图,为农业面源污染控制提供工作目标区。以杭埠河流域为样区进行模型应用,获得了较精确的计算结果;农业面源污染风险评估方法对监测地区基础数据要求不高,是一种可行的污染监测新途径。 相似文献
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流域非点源磷污染的遗留效应是许多流域经过多年污染控制努力后水质仍未见成效的重要原因。本文综述了流域非点源磷污染遗留效应的形成过程机理、模型方法及对水质的影响。由于化肥施用等人为磷过量输入以及水文和生物地球化学滞后性,磷在土壤、沉积物、地下水等介质中大量累积,在人为扰动、气候变化等作用下,累积的遗留磷会重新释放/流失,因而成为受纳水体长期的污染源。数学模型是解析流域非点源磷污染遗留效应的主要方法,现行的模型仍以统计模型为主,其中ELEMeNT-P模型是唯一针对遗留效应问题研发的过程性模型。模型估算结果表明,很多流域的遗留磷是受纳水体磷污染的重要甚至主要原因,且其污染影响可长达数十年到数百年。总体而言,目前对流域非点源磷污染遗留效应的过程机制尚未完全明确,相关模型尚难以模拟遗留效应的时空分布特征。未来研究应深入探究流域遗留磷累积-释放-输移的动态过程机制,改进模型的水文和生物地球化学过程模块,强化模型的多时空尺度模拟功能及多重验证,以精确刻画流域遗留磷的污染贡献及其时空分布特征,为突破非点源磷污染治理困境提供关键科学依据。 相似文献
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亚热带区域农业面源污染流域源头防控机理与技术示范 总被引：2，自引：7，他引：2
日益剧增的农业面源污染使得亚热带流域环境可持续管理面临巨大挑战。亚热带红壤丘陵地区的丰富降水、复杂多样土地利用方式和高强度氮磷投入,导致了该地区水文过程、氮磷元素生物地球化学过程、以及氮磷污染物迁移转化规律的复杂性。从"十一五"至今,我们以亚热带丘陵区典型金井小流域为对象,研究建立流域多尺度环境监测系统,准确定量流域氮磷平衡特征,精确解析流域氮磷迁移规律与输出通量;构建以水文和氮磷过程为主要对象的分布式栅格流域生源要素管理模型(CNMM),制定流域氮磷环境安全控制标准,开发流域环境安全评价和污染源头防控决策支持系统;研发针对农田养分流失、分散型农村生活污水和养殖业废水的绿狐尾藻生态湿地消纳技术,探索农业氮磷减控关键途径,构建流域面源污染源头防控技术体系,并进行了大规模的推广应用与示范。这些结果将巩固和加强亚热带区域农业面源污染流域源头防控的应用基础研究,为实现流域环境的生态管理、质量恢复和生态系统服务功能提升提供理论依据。 相似文献
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嘉陵江流域非点源溶解态氮污染负荷模拟研究 总被引：4，自引：2，他引：2
嘉陵江流域是三峡水库最大的支流,为研究嘉陵江流域非点源溶解态氮污染负荷的年际变化规律及其来源的空间分布情况,以流域土地利用类型为研究单元,通过引入具有物理机制的半分布式水文模型--_SLURP水文模型,并推导溶解态氮的流域输移损失系数,建立了流域非点源溶解态氮污染年负荷模型.借助GIS技术,应用所建模型,对嘉陵江流域各土地利用类型上的年地表径流量和溶解态氮污染负荷进行了模拟.模拟结果表明,以旱地和水田为主的涪江流域的溶解态氮流失情况最为严重,其次是渠江下游流域和西汉水流域,1990-2005年嘉陵江流域各土地利用类型上产生的非点源溶解态氮年均负荷为35 726 t·a-1,约占流域出口总氮负倚的32%. 相似文献
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基于GIS与SWAT的洱海流域农业非点源污染模拟研究 总被引：1，自引：0，他引：1
农业非点源污染是造成我国流域污染的主要原因之一,而数学模型是研究流域污染、水质分析与预测的主要技术手段。在综合分析目前非点源污染模型的优缺点后,选取当前较为先进和完善的分布式水文模型——SWAT模型,借助GIS、RS技术,开展洱海流域农业非点源污染模拟研究,了解洱海流域农业非点源污染状况,为洱海流域的综合治理和规划提供合理的参考和依据。 相似文献
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植被过滤带防治农业面源污染研究进展 总被引：5，自引：1，他引：4
农业面源污染是水体富营养化的重要污染源,它引起的水体污染显著超过城市生活污染源和工业点源污染。植被过滤带介于水体和陆域之间,在流域生态系统中发挥着重要的作用,可有效减少径流量及其中的污染物,在防治水体富营养化和农业面源污染方面具有显著作用,是控制农业面源污染的最佳措施之一。综述了植被过滤带对径流中污染物的净化效果、净化机理、植被过滤带的最佳宽度及长期有效性的研究进展,以期为植被过滤带技术的应用和推广提供理论依据和参考。 相似文献