AnnAGNPS模型研究及应用进展
流域非点源分布式模型AnnAGNPS参数的不确定性研究
王 威 ，杨 海 真 ，王 少平 ，桂 新 安
２０ ９ ） ００ ２ （ 济 大 学环 境 科 学 与 工 程学 院长 江 水 环 境 教育 部 重 点 实 验 室 ，上 海 同
摘 要 ：流 域 非 点 源 分 布 式模 型 的不 确 定 性研 究成 为 目前 的 热 点 问题 之 一 。本 研 究 以 宁 波 市 章 溪 河 流 域 为研 究 区 ，通 过
流曲线 Ｃ Ｎ值 对 模 型 输 出结 果影 响 较 大 ；水 土保 持 因子 对 泥 沙 、总 磷 和 总 有 机 碳 负荷 的 模 拟 结 果 影 响 最 大 ，均 呈 显 著
负效 应 ；径 流 曲线 Ｃ Ｎ值 对 总 氮 负荷 计 算 结 果 影 响最 大 ，呈显 著 正 效 应 。
关
键
ｏ ｓ ｅｔ ｘｆ ｔ ｓ ｎ ｕ ｉ ｒｉ ｌ ｒ ｆ ｌｃ ｄｓ ｃ ｒ ｉ ｌｄ ｇｃ ｔ ａ ａｅ ，Ｓ ｉ Ｃ ｎ ｅ ａ ｏ ｅ ｉｅ（ Ｃ ）ｃ ｒ ｏ ｍｃ ｎ ，ｓｉ ａ ｄｗ ｔ ｏ ｓｒ ｔ ｎ ｒ ｅ ｅ ｉ ａ ｏ ｃ ｎ ｉ ｃ ａ ｏ ｏ ｓｒ ｔ ｎＳ ｒ ｃ Ｓ Ｓ ｕｖ ｃ ｏ ｉ ｔ ｏｌ ｎ ａ ｒ ｎ ｅｖ ｉ ， ｌ ｖ ｉ ｖ ｅ ｅ ｅｃ ａｏ
词 ：Ｇ Ｓ Ｉ；非点源分布式模 型；不确定性 ；英里斯法
文 献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ １３４ ２０ ）５ ）４ －５ １０ —６４（０８ ０ ４ ４０ ０
AnnAGNPS模型研究及应用进展
第37卷 第2期2009年2月西北农林科技大学学报(自然科学版)Journal o f N ort hw est A&F U niv ersit y(N at.Sci.Ed.)Vo l.37N o.2Feb.2009 AnnAGNPS模型研究及应用进展李家科1,李怀恩1,李亚娇2(1西安理工大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室,陕西西安710048;2西安科技大学建筑与土木工程学院,陕西西安710054)[摘 要] 目的 A nnA G NP S(Annualized Ag ricultur al No n-Point So urce Po llut ion M o del)模型是由美国农业部开发的用于模拟评估流域地表径流、泥沙侵蚀和氮磷营养盐流失的连续型分布式参数模型。
文章对A nnAG N PS 的国内外研究应用进行了全面综述,以期为模型在我国的深入研究和应用提供参考。
方法 从A nnAG N PS模型的机理、结构、国内外应用现状及我国应用中存在的问题等方面作了综合性总结。
结果 模型应用情况表明,模型对径流和非点源污染的模拟基本在可接受精度范围内,对于地表径流的模拟能力要强于泥沙和氮磷营养盐,对总磷输出的模拟表现出了较大的不确定性;年、月时间尺度模拟精度高于单场降雨的模拟精度;单场降雨雨量越大,模拟效果越好;大尺度区域模拟精度低于小尺度区域;对洪峰流量估计过高。
结论 我国目前对模型的适应性和重要参数的敏感性分析方面研究较多,受相关数据获取困难等因素的影响,A nnA G NP S模型的应用缺乏系统性和连续性。
对模型的修正或改进,以及非点源管理措施效果的模拟评价等方面的研究有待加强。
[关键词] AnnAG N PS模型;非点源污染;研究与应用[中图分类号] X143[文献标识码] A[文章编号] 1671-9387(2009)02-0225-10Development of study on AnnAGN PS model and its applicationLI Jia-ke1,LI H ua-i en1,LI Ya-jiao2(1K ey L ab of N or thw e st W ater Re sour ce and Env ironment E cology of M OE,X i an Univ er sity of T ec hnology,X i an,S haanx i710048, China;2S chool of A rch itecture and Civ il E ngineer ing,X i an Unive rsity of S cience and T echnolog y,X i an,Sh aanxi710054,Ch ina)Abstract: Objective AnnAGNPS,a continuo us and distributed model developed by U SDA,can simu-late and evaluate the y ield quantities of r unoff,sediment,and nutrients o f a w atershed o n a daily,m onthly, or year ly basis according to user s specification.In this paper,study and application on AnnA GNPS mo del at home and abroad w ere analyzed in detail to offer reference for apply ing the model in our country. Meth-o d T he principle,str ucture,present situation of appliance at home and abr oad as w ell as pro blems of using the A nnAGN PS model in our country w ere presented. Result Application of the mo del show ed that:Sim-ulatio n results on runoff and non-point source pollutio n(N SP)of the mo del w er e accepted,of w hich,the simulatio n pr ecision on r unoff w as higher than that on sediment,nitrog en and phosphorous nutrients.Sim-ulatio n on total pho spho rous to ok on som e uncertainty.The simulation precision on year or m onth w as hig her than that on single rainfall.T he amo unt of precipitation of single rainfall w as bigger and the simula-tion effect better.T he simulation precision on large-scale regio n w as low er than that on smal-l scale one. The estimation on peak discharge of the model w as to o hig h. Conclusion T here have been a number of studies on the adaptability of the m odel and sensitivity of important par am eters in our country,but affected by the difficulty to acquir e relev ant data,the application of AnnA GNPS model lacks of sy stemic and cont-i nuity.Mo dification or im pro vem ent o n the model and effects simulation as w ell as ev aluatio n of no n-po int*[收稿日期] 2008-04-03[基金项目] 国家自然科学基金项目(90610030);陕西省教育厅科学研究计划项目(06J K222)[作者简介] 李家科(1975-),男,湖北荆门人,讲师,在职博士,主要从事非点源污染与水资源保护研究。
应用AnnAGNPS模型模拟柴河上游农业非点源污染
境 监测 中心 站 ， 阳 １０ ３ ） 沈 １０ １
摘
要： 运用 Ａ ｎ Ｇ Ｐ ｎ Ａ Ｎ Ｓ模型（ ｎ ｕ ｌｅ ｇｉ ｌ ｒｌ ｏ— ｏ ｔ ｏｒｅ ｄ１对柴河上游小流域农业非点源污染负荷进行模拟估 Ａ ｎ ａｚｄ ｒ ｕｔ ａ Ｎ ｎ Ｐ ｉ ｕｃ ｅ） ｉ Ａ ｃ ｕ ｎＳ Ｍｏ
算， 并通过实地监测对模型模拟结果进行适用性检验。结果表 明， 该模型能够模拟流域上下游水质 污染负荷总量及浓度变化 ， 适合 在该流域使用。 运行结果显示模型模拟对 总氮效果较好 ， 对总磷的模拟结果较差。 同时模型能够较好地模拟该地 区 ８月份农业非点
源污染负荷浓度及负荷总量均达到最大值的特点 ， 与实测值相符 ， 对该地区春季农业 非点 源污染负荷突然增高的特点在模 拟值 但 中没有得以体现 。年 际变化的模拟结果表 明该地 区农业 非点 源污染负荷与当地 降雨量有关 ， 这说明气象 因素在模型运行过程中起 着 至关重要的作用 。同时也发现模 型 自带 的气象发生器不适合在该地区使 用。 关键词 ： ｎ Ａ Ｎ Ｓ农业非点源污染 ； Ａｎ Ｇ Ｐ； 柴河上游
中图 分 类 号 ： ５ ２ Ｘ ２ 文 献标 志码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ ２ ２４ （０ ００ — ３４ ０ １７ — ０ ３２ １）２ ０ ４ — ８
Ｍ ｏ ｌｎｇ ｄｅｉ Ｐｏ ｌ ａ Ｌｏ ｄ ａ ｌｕｔ ｎｔ ａ ｎｄ Ｍ ａ ｇ ｍ ｅ Ａｌｅ ｎａ ｉ ｓ ｎ Ｈｅ ｗａ ｅ ｏ Ｃｈａ Ｒｉ ｅ Ｗ ａ ｅ ｓ ｄ ｎａ ｅ ｎｔ ｔ ｒ ｔｖｅ ｉ ａｄ ｔ ｒ ｆ ｉ ｖｒ ｔ ｒ ｈｅ ｗｉｈ ｔ Ａｎ ｎＡＧＮＰｓ
汉江流域安康段面源污染特征分析
35--土壤肥料•资源环境 引用格式：蒙小俊，张建东，王秋利，等. 汉江流域安康段面源污染特征分析[J]. 湖南农业科学，2023（10）：35-42，49. DOI:DOI:10.16498/ki.hnnykx.2023.010.008随着水体点源污染控制水平的提高，面源污染问题逐渐凸显，已成为水环境污染领域关注的焦点。
面源污染是累积在地表的污染物经由降雨所产生的地表径流或地下径流进入水体而造成的污染，由自然过程引发并在人类活动影响下得以强化，其成分复杂、类型多样，是长期以来影响流域水环境、水资源和水生态的重要因素[1-2]。
面源污染通常来源于农业种植、畜禽养殖和农村生活3个方面[3]，污染来源具有分散性、复杂性以及溯源困难性。
面源污染具有时间的不确定性、途径的不确定性、量的不确定性和随机性[4]，采用传统方法难以对其进行监测，导致其治理难度大、成本高、难以抓住重点。
因此，通常只能通过污染模型对面源污染进行模拟分析，主要聚焦于其来源与量级。
常用的面源污染模型很多，包括SWAT （Soil and Water Assessment Tool ）、SWMM （Storm Water Management Model ）、HSPF （Hydrological Simulation Program Fortran ）、汉江流域安康段面源污染特征分析蒙小俊，张建东，王秋利，朱 妮（安康学院旅游与资源环境学院，陕西 安康 725000）摘 要：分析汉江流域安康段面源污染的COD 、TN 、TP 负荷量、负荷强度及其空间分布，评估区域污染风险，并识别区域面源污染的主要污染源和污染物，对各县市区的污染类型进行划分，以期为汉江流域安康段合理制定面源污染治理策略提供依据。
结果表明：2020年汉江流域安康段面源污染的COD 、TN 、TP 负荷量分别为65 162.49 t 、24 225.20 t 和1 531.17 t ，等标污染负荷比分别为6.38%、71.14%和22.48%，TN 是首要污染物；主要污染源按等标污染负荷比从大到小排列依次为耕地（54.70%）、畜禽养殖（28.83%）、农村生活（15.59%），首要污染源为耕地；各县市区面源污染COD 、TN 和TP 负荷量、负荷强度和等标污染负荷比的空间分布具有很强的一致性，主要污染区域为汉滨区和旬阳市；各县市区被划分成土地利用污染主导型、畜禽养殖和土地利用污染主导型、土地利用和畜禽养殖污染主导型、混合污染型4种污染类型。
基于多源数据AnnAGNPS西枝江流域的污染模拟研究
内各分室每 日 及累计的径 流、 泥沙 、 养分 、 农药等 的输
出结 果 ， 可用 于 评价 流域 内非 点源 污 染 的长 期作 用 效
果 。 ｎＡ Ｎ Ｓ Ａ ｎ Ｇ Ｐ 模型的另一改进是采用修正的通用土
壤 流失 方程 （ Ｕ Ｌ 预 测各分 室 的土壤 侵 蚀 。 Ｒ Ｓ Ｅ）
３ Ａ ｎ Ｎ Ｓ模型数据库建立及各参数率定 ｎ ＡＧ Ｐ
西 枝 江流 域作 为 研究 区域 ， 以西 枝 江 与东 江 主河 道 的
交汇点为流域出 口 划定流域范围。 西枝江是东江位 于珠江三角洲境 内的重要上游
支流 ， 全长 １６ｋ 贯穿 惠东 县全 境 。 ７ ｍ， 西枝 江流域 地 处 广 东 省 沿 海 的 大亚 湾 、 海 湾 畔 ， 江 三 角 洲 的 东 北 红 珠 端 ， 于 北 纬 ２ 。Ｏ～ ３２ 东 经 １４３ １５２ 介 ２３ ２。３、 。３～ ｌ。６之 １
行表达 ， 土壤侵蚀 函数包括侵蚀与沉积。模型中的水
文 模 块 是 以美 国 Ｓ Ｓ曲线 法 为基 础 的 ，用 以预 测 径 Ｃ
流量 和径流高峰 。Ｎ Ｐ元素在流域 的迁移传输通过 、 化学传输模块 ，分为可溶性部分 和泥沙结合态进行
计算。 Ａ Ｎ Ｓ 应用 中虽 然取 得 较好 的效果 ， 由于它 Ｇ Ｐ在 但 是 单 事 件模 型 ， 在应 用 中有 许 多局 限性 ， 因此 ２ 纪 ０世 ９ ０年代 初 ， 国农 业 部 自然资 源保 护局 与农 业 研究 局 美 转 向开 发 连 续 模 拟 模 型 — — Ａ ｎ Ｇ Ｐ ｎ Ａ Ｎ Ｓ模 型 。 Ａ — ｎ
摘
要： 以西枝江流域为研究对象 ， 结合 ＧＳ技术 ， Ｉ 建立 了 Ａ ｎ Ｇ Ｐ 模 型数据库 ， ｎＡ Ｎ Ｓ 对流域 内非点源污染 主要影 响因素
AnnAGNPS模型土壤数据库的建立——以柴河上游小流域为例
ｆｒ ｎ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ａ ｌ ａ ｅ ｔ ｇ ｒ ｌ ｔｄ ｐ ｒ ｍｅ ｅｓ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｓａ ｌ ｈ ｄ ｓ ｉ ｄ ｔ ａ ｅ ｔ ｅ ａ ｐ ｉａ ｉ ｔ ｆＡｎ ｏｍｉｇ ｗｅ ｅ ｉｔｏ ｕ ｅ ｓｗｅｌｓ ｇ ｔ ｎ ｅ ａｅ ａ ａ ｔｒ ． ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｅ ｔｂ ｉ ｅ ｏｌ ａ ａ ｓ ｈ ｐ ｌ ｂ ｌ ｙ ｏ － ｉ ｓ ｂ ｃ ｉ
农业环境科学学 报 ２ １ ，９ 增刊 ） １ １ １５ ００２ （ ：５ — ５
Ｊｕｎ ｌｆＡ ｒ— ｎｉ ｎ ｅｔ ｃ ｎｅ ｏｒａ ｇｏ Ｅ ｖｏ ｍ ｎ Ｓ ｉ ｃ ｏ ｒ ｅ
ＡｎＧ Ｐ ｎ Ａ Ｎ Ｓ模 型 土 壤 数 据 库 的 建 立
— —
以柴 河 上 游 小 流 域 为 例
成 为计 算非 点 源 污染 负荷 、 键 源 区识 别 、 拟 非 点 关 模 源 管理 方 案 的主 要 技 术 手 段 。Ｊ ，其 中 主 要 应 用 于
在点源污染得到逐步控制后 ， 农业非点源污染已 被许 多发 达 国家证 实 为水体 污染 的主要 原 因之一 … 。
由于农 业 非点 源污 染具 有 随机 发生 ， 污染 物来 源 及 排 放分 散不 确 定 ， 染 滞 后 、 蔽 且 监 测 、 制 处 理 复 污 隐 控 杂 等 原 因 ， 成非 点源 污染 的研究 与控 制 具 有 较 造
Ａｂ ｔａ ｔ ｈ ｎ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｅ Ａｎ ＡＧＮＰ ｄ ｌｉ ａ ｔｏ ｏ ｐ ｅ ｉｔｔ ｅ ｌａ ｆｎ ｎ—ｐ ｉ ｔｓ ｕ ｃ ｏｌ ｔ ｎ ｆ ｍ ｇ ｉｕ ｔ ｒ ．Ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒａ Ｓ ｍｏ ｅ ｓ ｏ ｌ ｒ ｄ ｃ ｈ ｏ ｄ ｏ ｏ ｔ ｏ ｎ ｏ ｒ ｅ ｐ ｌ ｉ ｒ ａ ｒ ｌ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ｕ ｏ ｏ ｃ ｕ ｓ ｉ ｄ ｔｂ ｓ ｏ ｎ ｏ ｌ ａａ ａ ｅｆ ｒＡｎ ＡＧＮ Ｓ Ｗ ｏ ｓｒ ｃｉ ｎ ｏ ｈ ａ ｅ ｏ ｈ ｉ ｖ ｒ Ｓ ｕ ｐ ｒｒ ａ ｈ ｓ ｈ ｔ ｏ ｓｏ ｏｌｔｘｕ ｅ ｔ ｎ － Ｐ ａ ｃ ｎ ｔｕ ｔ ｎ ｔ ｅ ｃ ｓ ｆＣ ａ Ｈｅ ｆ ｅ ’ ｐ ｅ ｅ ｃ ｅ ．Ｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ｆｓ ｉ ｅ ｔ ｒ Ｉ ｓ ｓ ｏ ｉ ａ ＿
小流域农业面源污染评价与综合治理研究进展
小流域农业面源污染评价与综合治理研究进展武升;张俊森;张东红;管飞;李小刚;马友华【摘要】小流域农业面源污染评价与综合治理有利于提高小流域内生态效益、经济效益和社会效益.通过文献查阅,对小流域农业面源污染评价与综合治理研究进展进行综述.介绍了小流域农业面源污染来源、特点,分析了小流域农业面源污染评价及治理体系的现状,概括了当前小流域农业面源污染的评价方法、评价模型、主要综合治理模式和措施,并对小流域农业面源污染评价和综合治理的发展作出了展望.【期刊名称】《环境污染与防治》【年(卷),期】2018(040)006【总页数】7页(P710-716)【关键词】小流域;农业面源污染;评价;综合治理【作者】武升;张俊森;张东红;管飞;李小刚;马友华【作者单位】安徽农业大学资源与环境学院,安徽合肥230036;安徽农业大学资源与环境学院,安徽合肥230036;安徽农业大学资源与环境学院,安徽合肥230036;安徽农业大学资源与环境学院,安徽合肥230036;安徽省肥东县农技综合服务中心,安徽合肥230000;安徽农业大学资源与环境学院,安徽合肥230036【正文语种】中文小流域多位于一些湖泊、河流、水库等水体的上游，污染物随地表径流流失，进入小流域内，导致水体污染，可能影响整个流域的水质安全[1]248。
农业面源污染是小流域水体污染的主要原因[2]，如农田中过多的肥料投入、农药施用、农村畜禽养殖废水的排放等[3]。
据报道，小流域汇入巢湖的总氮、总磷入湖质量分别占这两类污染物总入湖质量的76.9%、68.5%[4-5]；农村畜禽养殖废水的排放是太湖流域和滇池流域各小流域内面源污染的主要污染源[6]；坡耕地肥料和农药污染、畜禽养殖废水排放是三峡库区古夫河小流域农业面源污染的主要污染源[7]。
因此，对小流域农业面源污染进行评价和综合治理已成为各国控制农业面源污染和治理水土流失的研究热点[8-9]。
针对小流域农业面源污染的现状，本研究对当前小流域农业面源污染的评价方法及具体模型、综合治理模式及具体措施进行了综述。
基于AnnAGNPS模型的桃江流域农业区水文模拟
第３０卷第９期２ ０ １ ２年９月水 电 能 源 科 学Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ＰｏｗｅｒＶｏｌ．３０Ｎｏ．９Ｓｅｐ．２ ０ １ ２文章编号：１０００－７７０９（２０１２）０９－００２３－０４基于ＡｎｎＡＧＮＰＳ模型的桃江流域农业区水文模拟研究赵中华，邱祖民（南昌大学环境与化学工程学院，江西南昌３３００３１）摘要：水是污染物迁移的载体，流域水文过程的模拟为土壤侵蚀及非点源污染的模拟提供了必要的前提。
以江西桃江流域农业区为研究对象，利用农业非点源模型（ＡｎｎＡＧＮＰＳ模型）定量模拟和评价了研究区水文过程，基于３Ｓ技术对地形、气象、土壤、土地利用和农业管理等资料进行收集和参数化，并用数字滤波法切割基流后的月观测径流对模型进行校准和验证。
结果表明，在校准期和验证期，采用的３个评价指标均满足径流模拟的精度要求，表明ＡｎｎＡＧＮＰＳ模型具有良好的模拟效果，能较好地模拟桃江流域农业区的水文过程。
关键词：ＡｎｎＡＧＮＰＳ；桃江流域；农业区；水文模拟；分布式水文模型中图分类号：Ｘ５２２文献标志码：Ａ收稿日期：２０１１－１２－１２，修回日期：２０１２－０３－１５基金项目：江西省自然科学基金资助项目（２００９ＧＺＨ００７５）；江西省主要学科学术带头人培养对象基金资助项目（赣科发计字［２００６］１５５号）作者简介：赵中华（１９７２－），男，博士研究生，研究方向为固体废物处理及资源综合化利用，Ｅ－ｍａｉｌ：１３９１０２９３８８＠ｑｑ．ｃｏｍ通讯作者：邱祖民（１９６３－），男，教授、博导，研究方向为环境保护、精细化工、绿色化工，Ｅ－ｍａｉｌ：ｍｚｑｉｕ＠ｎｃｕ．ｅｄｕ．ｃｎ 流域水文模型是２０世纪５０年代以来逐步发展起来的新的水文技术，是计算机技术和系统理论发展的产物。
其中，ＡｎｎＡＧＮＰＳ模型可用于模拟和估算流域径流量、泥沙侵蚀量、营养物质的迁移转化及评价流域内农业管理措施对流域水文和水质的响应等［１］。
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第37卷 第2期2009年2月西北农林科技大学学报(自然科学版)Journal o f N ort hw est A&F U niv ersit y(N at.Sci.Ed.)Vo l.37N o.2Feb.2009 AnnAGNPS模型研究及应用进展李家科1,李怀恩1,李亚娇2(1西安理工大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室,陕西西安710048;2西安科技大学建筑与土木工程学院,陕西西安710054)[摘 要] 目的 A nnA G NP S(Annualized Ag ricultur al No n-Point So urce Po llut ion M o del)模型是由美国农业部开发的用于模拟评估流域地表径流、泥沙侵蚀和氮磷营养盐流失的连续型分布式参数模型。
文章对A nnAG N PS 的国内外研究应用进行了全面综述,以期为模型在我国的深入研究和应用提供参考。
方法 从A nnAG N PS模型的机理、结构、国内外应用现状及我国应用中存在的问题等方面作了综合性总结。
结果 模型应用情况表明,模型对径流和非点源污染的模拟基本在可接受精度范围内,对于地表径流的模拟能力要强于泥沙和氮磷营养盐,对总磷输出的模拟表现出了较大的不确定性;年、月时间尺度模拟精度高于单场降雨的模拟精度;单场降雨雨量越大,模拟效果越好;大尺度区域模拟精度低于小尺度区域;对洪峰流量估计过高。
结论 我国目前对模型的适应性和重要参数的敏感性分析方面研究较多,受相关数据获取困难等因素的影响,A nnA G NP S模型的应用缺乏系统性和连续性。
对模型的修正或改进,以及非点源管理措施效果的模拟评价等方面的研究有待加强。
[关键词] AnnAG N PS模型;非点源污染;研究与应用[中图分类号] X143[文献标识码] A[文章编号] 1671-9387(2009)02-0225-10Development of study on AnnAGN PS model and its applicationLI Jia-ke1,LI H ua-i en1,LI Ya-jiao2(1K ey L ab of N or thw e st W ater Re sour ce and Env ironment E cology of M OE,X i an Univ er sity of T ec hnology,X i an,S haanx i710048, China;2S chool of A rch itecture and Civ il E ngineer ing,X i an Unive rsity of S cience and T echnolog y,X i an,Sh aanxi710054,Ch ina)Abstract: Objective AnnAGNPS,a continuo us and distributed model developed by U SDA,can simu-late and evaluate the y ield quantities of r unoff,sediment,and nutrients o f a w atershed o n a daily,m onthly, or year ly basis according to user s specification.In this paper,study and application on AnnA GNPS mo del at home and abroad w ere analyzed in detail to offer reference for apply ing the model in our country. Meth-o d T he principle,str ucture,present situation of appliance at home and abr oad as w ell as pro blems of using the A nnAGN PS model in our country w ere presented. Result Application of the mo del show ed that:Sim-ulatio n results on runoff and non-point source pollutio n(N SP)of the mo del w er e accepted,of w hich,the simulatio n pr ecision on r unoff w as higher than that on sediment,nitrog en and phosphorous nutrients.Sim-ulatio n on total pho spho rous to ok on som e uncertainty.The simulation precision on year or m onth w as hig her than that on single rainfall.T he amo unt of precipitation of single rainfall w as bigger and the simula-tion effect better.T he simulation precision on large-scale regio n w as low er than that on smal-l scale one. The estimation on peak discharge of the model w as to o hig h. Conclusion T here have been a number of studies on the adaptability of the m odel and sensitivity of important par am eters in our country,but affected by the difficulty to acquir e relev ant data,the application of AnnA GNPS model lacks of sy stemic and cont-i nuity.Mo dification or im pro vem ent o n the model and effects simulation as w ell as ev aluatio n of no n-po int*[收稿日期] 2008-04-03[基金项目] 国家自然科学基金项目(90610030);陕西省教育厅科学研究计划项目(06J K222)[作者简介] 李家科(1975-),男,湖北荆门人,讲师,在职博士,主要从事非点源污染与水资源保护研究。
source manag em ent m easures need to be put into m ore studies.Key words:AnnAGNPS model;non-po int source pollution;study and application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之一,因而受到越来越多的关注和研究[1-2]。
研究表明,非点源污染负荷有逐渐超过点源污染负荷,成为地表和地下水体首要污染源的趋势[3-4]。
非点源污染模型是实现非点源污染定量评价的有效工具之一,其通过对整个流域系统及其内部复杂污染过程的定量描述,分析非点源污染产生的时间和空间分布特征,识别其主要来源和迁移途径,预报污染负荷量及其对水体的影响,并评价土地利用变换以及不同管理措施对非点源污染和水质的影响,为流域规划和管理提供决策支持[5]。
20世纪70年代以来,随着人们对非点源污染的重视,产生了很多优秀的非点源模型[1],AnnAGNPS(An-nualized Ag ricultural Non-Point Source Po llution Mo del)就是其中之一。
AnnAGNPS是在AG-N PS[6](Ag ricultural Non-Po int Source)的基础上开发出来的。
与其前期版本A GNPS相比,An-nAGNPS模型[7]的改进之处在于:以日为基础,连续模拟一个时段内每天及累计的径流、泥沙、养分、农药等输出结果,可用于评价流域内非点源污染的长期影响,而AGN PS是单次降雨模拟模型;根据地形水文特征而非均等进行流域集水单元的划分,且模拟的流域尺度更大;与GIS的紧密集成,使模型参数大多可自动提取,模拟结果的显示度得以显著提高。
此外,AnnA GNPS模型还包括一些特殊的模型计算点源、畜牧养殖场产生的污染物、土坝、水库和集水坑对径流、泥沙的影响。
模拟的流域面积最大可达3000km2,输入参数包括8大类31小类,约500多个参数,用来描述流域和时间变量,主要包括气象、地形、土壤、土地利用和管理等。
1998年发布了AnnAGNPS1.0版(又称AGNPS98),2001年发布了2.01版(AGNPS2001),经过不断发展,目前AnnAGNPS最新版为3.51,于2005-03发布,该版本完成了与Ar c View GIS的紧密集成,所有的工作都可以在Arc View窗口下完成,大大提高了效率与可视化程度[8]。
另外,AnnAGNPS模型及所有的帮助文档、参考资料,用学习例子都可以从美国农业部网站上免费下载(http://ww da.g ov/Re-search/do cs.htm?Docid=5199)[9]。
本文在对AnnAGNPS研究应用进行全面综述的基础上,指出目前研究中存在的问题,以期为模型在我国的深入研究和应用提供参考。
1 AnnAG N PS模型的机理和结构1.1 模型的假设由于非点源污染机理过程的复杂性,An-nAGNPS模型作了如下的假定[10]:(1)不考虑降水的空间变异,整个流域采用统一的降水参数,这也是模型模拟流域不宜过大的原因;(2)单元格可以是任意形状,但是内部的径流只有惟一方向;(3)单元格内的参数是均匀和统一的;(4)模型的运行步长为1 d,假定所有计算成分(径流、泥沙、营养盐和农药)在第2天模拟开始前都已到达流域出口;(5)模拟期间点源的流量和营养盐浓度为常量;(6)模型只考虑地面水,忽略地下水的影响;(7)对于迁移中沉降在溪流的颗粒态营养盐和农药,模型忽略其以后的影响。