基于水文模型的面源污染模拟研究综述
面源污染的研究进展及其防治对策分析
面源污染的研究进展及其防治对策分析庞宗强，王晓，李苗，李兆辉，韩宝平（江苏省资源环境信息工程重点实验室(中国矿业大学)，江苏徐州 221008）E-mail: pangzongqiang1985@摘要：为了深刻揭示面源污染的危害以及为有效控制面源污染提供理论支持，本文从面源污染的分类、面源污染产生机制、面源污染负荷估算模型和面源污染控制方法和技术等方面综合阐述了有关面源污染的研究进展。
关键词：面源污染；模型；富营养化；防治对策1 引言随着工业点源污染控制力度不断加大，以及城镇生活污水处理厂建设，点源污染得到有效控制，而面源污染对河流水质的影响显得更为突出。
面源污染是指溶解的或是固体污染物(地面的各种污染物质如城市生活垃圾、农村家畜粪便、农药化肥、重金属和其它有害有机物等),从非特定的点随降水生成的径流进入受纳水体所造成的污染[1]。
从世界范围来看,面源污染已成为水环境污染的重要方式[2-4]。
现有研究表明，面源污染是引发水体富营养化的主要原因[5-10]。
面源污染发生的机理复杂、过程漫长，具有分散性、隐蔽性、随机性、不易监测、难以量化等特征，在不同地区，面源的发生过程又有所不同，因此，弄清特定地区面源污染发生机制，并采用有效措施控制该地区面源氮素磷素进入湖库河流等水体，是减缓或预防水体富营养化进程的关键所在。
2面源污染发生机制研究概述2.1 面源污染的分类目前面源污染的主要类型有: 农村分散生活污水、农业化肥农药污染、畜禽养殖污染、林区非点源污染。
不同土地利用类型的非点源污染，其负荷量也明显不同。
面源污染物主要有: 营养物、泥沙、有毒物质。
营养物包括COD、氮、磷等 , 其形态有颗粒态和溶解态两种。
泥沙的增加会降低水体的透明度 , 影响水生动植物的生长 , 降低浮游生物的过滤作用, 而且随泥沙而来的营养盐也是水体富营养化的长期贡献者。
有毒物质包括化学有机物、重金属、农药等。
2.2面源污染产生机制及研究现状概述面源分布广泛,如农田流出化肥和农药；含有空气污染物的降水；废气；聚集在城区屋顶、道路及地表的颗粒物和工业灰尘；动物粪便尸体和落叶的流出物；采矿地区流出的重金属；森林流出污染物等。
《基于SWAT模型的汾河上游流域非点源污染特征研究》范文
《基于SWAT模型的汾河上游流域非点源污染特征研究》篇一一、引言随着社会经济的快速发展和城市化进程的加速，非点源污染问题日益突出，成为当前环境治理的重要领域。
汾河作为我国北方重要的河流之一，其上游流域的非点源污染问题尤为严重。
因此，研究汾河上游流域非点源污染特征对于环境保护和水资源管理具有重要意义。
本文将基于SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型，对汾河上游流域的非点源污染特征进行研究。
二、研究区域与方法2.1 研究区域本研究选取汾河上游流域为研究对象，该区域地理位置重要，涉及多个省份和地区，是重要的水源涵养区和水资源补给区。
2.2 研究方法本研究采用SWAT模型，对汾河上游流域的非点源污染进行模拟和分析。
SWAT模型是一种基于物理过程的分布式水文模型，能够模拟流域的水文循环过程和污染物的迁移转化过程。
通过收集流域的气象、地形、土壤、植被等数据，建立SWAT模型，并对非点源污染进行模拟和分析。
三、数据收集与模型建立3.1 数据收集收集汾河上游流域的气象数据、地形数据、土壤数据、植被数据等，以及流域内的点源污染数据和非点源污染数据。
其中，非点源污染数据包括农业活动、城市生活、工业排放等产生的污染物数据。
3.2 模型建立根据收集的数据，建立SWAT模型。
在模型建立过程中，需要进行参数的率定和验证，以确保模型的准确性和可靠性。
通过调整模型的参数，使模型能够较好地反映流域的水文循环过程和污染物的迁移转化过程。
四、非点源污染特征分析4.1 非点源污染的空间分布特征通过SWAT模型的模拟结果，分析汾河上游流域非点源污染的空间分布特征。
结果表明，非点源污染在流域内呈现出明显的空间分布不均现象，部分区域的非点源污染较为严重。
4.2 非点源污染的时间变化特征分析非点源污染的时间变化特征，发现非点源污染在不同季节和年份的浓度和分布都存在差异。
其中，农业活动和城市生活是造成非点源污染的主要来源之一，其排放量在不同季节和年份也存在差异。
有关水环境面源污染问题的分析与探讨
有关水环境面源污染问题的分析与探讨摘要：随着社会经济的迅速发展及工业化水平的不断提高，在水污染的主要来源中，与水环境面源污染有着极大的联系。
在此，本文笔者结合自身多年的工作经验，本着一切从实际出发的原则，对我国水环境面源污染这一问题，做如下论述。
关键词：水环境面源污染管理控制随着人们环保意识的不断提高，水环境面源污染已经成为人们日常生活中所关注的重要问题之一。
一般来讲，所谓的水环境面源污染，主要是指暴雨产生的径流冲刷地面污染物，并通过地表径流带入江河、湖泊、水库等水环境而产生的污染。
但在实际应用中，造成水环境面源污染除了暴雨这一自然因素外，还包括城区垃圾、建筑工地垃圾、家畜粪便、大气干湿沉降、农业化肥、农药、重金属等几个方面。
从当前我国水环境面源污染的研究中能够看出，面源污染的污染源来源比较分散，因而在地理边界的确定上，有着极大的困难。
在此，本文笔者从当前我国水环境面源污染现状、当前水环境面源污染中存在的问题、水环境面源污染的治理等几个方面，对其做以下简要分析：一、当前我国水环境面源污染现状与国外一些发达国家相比，我国在研究水环境面源污染时起步晚，所取得的成效也不突出。
我国在农业面源污染的研究过程中，湖泊富营养化调查作为当时研究工作的重要组成部分，通过对北京、珠海、广州、辽河流域、长江流域等多个地区水环境面源污染的研究发现，最具代表的城市为北京地区；而农业面源污染则集中体现在太湖、松花江湖、晋江流域等几个地区。
在研究的过程中发现，水环境面源污染在影响水质的同时，还大大减少了淡水资源的使用量，对人体健康有着极大的威胁。
针对当前水环境面源污染造成的后果，在采取治理措施的过程中，其基本前提在于了解水环境面源污染的源头、污染成分、污染程度。
一般来讲，其方法主要包括以下两种：首先，从区域地标径流的实际迁移过程出发，对污染物进行仔细探究；其次，立足于水体水质分析，通过对水质分析来推算出水体纳污量。
两种方法在实际应用中，后者作为一种“间接方法”，在实际应用中，没有从污染物的实际迁移过程出发，在很大程度上得出的纳污量与实际纳污量之间有着极大的差距。
基于PLOAD模型的面源污染模拟研究
水科学与工程技术2020年第6期对水功能区污染现状的定量分析是限制纳污的前提,而由于现有水文水质监测数据的缺失不全,需要采用理论方法进行计算。
引入水文水质模型,能够帮助研究人员了解水文情势的发展变化及影响因素、水体中污染物的扩散迁移特点,并为制定解决水问题的决策提供依据。
通过PLOAD 模型进一步模拟流域面源污染,最终得到精度较高的模拟结果。
为有效预测、避免及控制水污染问题提供依据,如制定BMPs 措施、预测流域未来径流等。
1研究区概况青龙河是滦河主要支流之一,发源于燕山山脉,范围包括河北省秦皇岛市至辽宁省凌源市。
引滦济津工程成功为天津调水后,为解决滦河中下游地区的用水困难问题,修建了桃林口水库,旨在开发滦河中下游水资源。
2数据来源及模型概况2.1数据来源模型校准和验证需要的水文数据主要包括流域出口的径流量信息。
径流总量数据来自河北省秦皇岛市和辽宁省凌源市水库管理局,其中包括1929~2012年实测年径流量。
首先提取气象数据V3.0版本中有用的数据,包括降雨、气温、风速等要素,经过单位换算、异值处理、公式运算等前处理后,通过系统内的WDMUtil 程序导入为PLOAD 模型可用的wdm 格式文件,在WDMUtil 程序中,再利用程序内的公式将每日的气象数据计算为小时数据,最终形成模型计算可以使用的气象数据的时间序列。
根据研究流域周边气象站点的分布,选择最近的9个气象站点,利用ArcGIS 对流域划分泰森多边形[1]。
在结果中发现,由于外围气象站距离过远,流Study on simulation of non-point source pollution based on PLOAD modelLIU Hui(Northwest Mining and Metallurgy Research Institute ,Baiyin 730900,China )Abstract :PLOAD is used to build a non-point source pollution model of Qinglong River Basin.On the basis of automatic calibration ,through manual adjustment of key parameters ,the simulation results are ideal.The distribution of BOD ,TN and TP in subwatershed was obtained.The effect of the change of the application amount of pesticide and chemical fertilizer was discussed.The reduction of the application amount to 60%of the current situation can play a certain role in the control of non-point source pollution in the watershed.Key words :PLOAD model ;BASINS system ;non-point source pollution基于PLOAD 模型的面源污染模拟研究刘慧(西北矿冶研究院,甘肃白银730900)摘要:采用PLOAD 构建青龙河流域面源污染模型,在自动率定的基础上,通过人工调整关键参数,获得较为理想的模拟结果。
《河套灌区面源污染监测点位优化及模型模拟研究》范文
《河套灌区面源污染监测点位优化及模型模拟研究》篇一一、引言河套灌区作为我国重要的农业灌溉区域，其面源污染问题日益突出，对区域生态环境和农业可持续发展造成了严重影响。
为了有效监测和治理面源污染，本研究对河套灌区面源污染监测点位进行优化，并开展模型模拟研究。
本文旨在通过分析河套灌区面源污染的现状及成因，提出优化监测点位的策略，并利用模型模拟技术对优化后的监测点位进行验证，为河套灌区面源污染的防控和治理提供科学依据。
二、研究区域与现状分析河套灌区位于我国某省份，是典型的农业灌溉区域。
近年来，随着农业集约化、规模化的发展，面源污染问题日益严重。
主要污染源包括农业化肥、农药的过量使用，畜禽养殖业的排放，以及农田径流等。
这些污染物通过河流、雨水等途径进入水体，对水环境质量造成严重影响。
目前，河套灌区已建立了一定数量的面源污染监测点位，但在实际监测过程中，存在一定的问题。
如部分监测点位设置不合理，无法全面反映区域面源污染状况；部分监测点位缺乏有效的数据分析和处理能力，导致监测结果不准确等。
因此，对面源污染监测点位进行优化是当前研究的重点。
三、监测点位优化策略针对河套灌区面源污染的特点和现状，本研究提出以下监测点位优化策略：1. 科学布局：根据河套灌区的地形地貌、气候特征、土地利用类型等因素，科学布局监测点位，确保监测点位能够全面反映区域面源污染状况。
2. 优化数量：在保证监测效果的前提下，尽量减少监测点位的数量，降低监测成本。
3. 强化数据分析与处理能力：对已建成的监测点位进行升级改造，提高数据分析和处理能力，确保监测结果的准确性和可靠性。
四、模型模拟研究为了验证优化后的监测点位的效果，本研究采用模型模拟技术进行研究。
具体步骤如下：1. 选取合适的模型：根据研究区域的特点和需求，选取合适的面源污染模型，如SWAT模型、HSPF模型等。
2. 模型参数校准与验证：根据研究区域的实际情况，对模型参数进行校准和验证，确保模型的准确性和可靠性。
基于水量水质模型的高邮湖控制断面污染源解析
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｔｈｅ ｓｅｃｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｈｕｘｉｎ ａｎｄ ｔｈｅ Ｊｉｎｄａｓｈａｎ ｂａｃｋｗａｔｅｒ ａｒｅ ｋｅｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｅｃｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｇａｏｙｏｕ Ｌａｋｅꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ
ｏｆ Ｇａｏｙｏｕ Ｌａｋｅ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｑｕａｎｔｉｔｙ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｍｏｄｅｌ. Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ
ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｌｏｃｋｉｎｇ ｋｅｙ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｔａｒｇｅｔｓꎬ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｇａｏｙｏｕ Ｌａｋｅ ａｎｄ ｆｏｒｍｕｌａｔｉｎｇ ａ ｓｔａｎｄａｒｄ
环境保护科学
Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ
第 ４５ 卷 第 ５ 期 ２０１９ 年 １０ 月
Ｖｏｌ. ４５ Ｎｏ. ５ Ｏｃｔ. ２０１９
基于水量水质模型的高邮湖控制断面污染源解析
孙卫红１ ꎬ韩龙喜２
(１ 江苏省环境科学研究院江苏省环境工程重点实验室ꎬ江苏 南京 ２１００３６ꎻ
纵向、横向流速ꎻＥ Ｘ 为纵向分散系数ꎻＥ Ｙ 为横向分
散系数ꎻＫ 为自净系数ꎻＳ 为污染物源强ꎮ
②求解方法ꎮ 将上述方程变换为 ξ － η 正交
曲线坐标系下的对流分散方程ꎮ 采用有限体积法
离散控制方程ꎬ并进行数值求解ꎬ得到各个控制节
点的浓度数值ꎮ
基于SWAT模型的东北水稻灌区水文及面源污染过程模拟_李颖_王康_周祖昊
均值±标准差 Mean ± standard deviation 黏粒 Clay/% 28.4±4.3 28.9±9.6 26.9±11.1 20.4±7.7 21.8±8.3 24.5±6.1 14.2±4.6 21.4±4.5 23.1±3.9 7.2 12.0 14.7
灌区 5 月初水稻开始泡田，9 月 5 日停止灌水。 2009 年、 2010 年在达里巴乡、 前营子村、 四家子村、 韩家店、莲花泡农场等地施肥量调查资料显示，水 稻生育期内氮肥施用量普遍在 180 ～ 240 kg/hm2 。 2009 年、2010 年水稻生育期内降雨量分别为 264 和 171 mm。 1.2 水稻生育期内灌区水文及面源污染过程监测 2009 年、2010 年水稻生育期内，灌区内监测 断面布置如图 1 所示，在灌区 4 种土壤分布区内， 选择典型区域对不同土壤质地条件下从田间到末 级排水沟道（斗沟），汇流进入排水支沟（汇流排 水沟），最终进入排水干沟的面源污染全过程进行 监测。田间水质测定位置分别为图 1 中 1、2、3、4 位置，对应的末级排水沟水质水量监测断面位置分 别为 FD1、FD2、FD3 和 FD4，汇流排水沟水质水 量监测断面位置分别为 LD1、LD2、LD3 和 LD4
124o00′～125o02′E） ， 林省松原市 （45o00′～45o28′N， 2 灌区灌溉面积为 30 600 hm 。灌区为水稻灌区，通 过 3 条干渠从松花江进行提水灌溉。灌区内排水系 统包括末级排水沟道（斗沟），汇流排水沟道（支 沟），以及主干排水沟道（引松泄干）。根据统计 资 料 ， 灌 区内 单 位 面 积的 末 级 排 水沟 道 长 度 为 178 m/ hm2。末级排水沟道间距 120～180 m，排水 沟深度 0.6～1.1 m， 汇流排水沟道长度 2.5～4.5 km， 底宽 1.5～2.8 m，排水干沟长度为 53.8 km。2009 年、 2010 年，灌区的总排水量分别为 1.30×108 和 1.35×108 m3。灌区内主要土壤类型为黑钙土、草甸 土、潜育土和盐土，4 种土壤所占的面积比例分别 为 34%、32%、21%和 13%。2009－2010 年在灌区 内 14 个位置对于 4 种土壤性质进行了测定，灌区 土壤物理及水动力性质如表 1 所示。
《2024年河套灌区面源污染监测点位优化及模型模拟研究》范文
《河套灌区面源污染监测点位优化及模型模拟研究》篇一一、引言随着工业化、城市化进程的加速，农业面源污染已成为当前环境保护的重要议题。
河套灌区作为我国重要的农业生产基地，其面源污染问题日益凸显。
因此，对河套灌区面源污染进行科学有效的监测及管理，已成为环境保护领域亟待解决的问题。
本研究旨在通过优化监测点位和建立模型模拟，为河套灌区面源污染的防控与治理提供科学依据。
二、研究背景及意义河套灌区是我国典型的农业灌溉区，其面源污染主要来源于农业活动产生的污染物，如农药、化肥等。
这些污染物通过降雨、径流等方式进入水体，对生态环境和人体健康造成严重影响。
因此，对面源污染进行监测与模型模拟，有助于我们了解污染物的迁移、转化及分布规律，从而为制定有效的防控措施提供科学依据。
三、研究内容1. 监测点位优化（1）资料收集与现状分析首先收集河套灌区的地理、气象、水文、农业活动等相关资料，分析面源污染的现状及存在的问题。
（2）监测点位选择与优化根据收集的资料，结合面源污染的特点，选择合适的监测点位。
通过对比不同点位的监测数据，分析其代表性和可靠性，优化监测点位布局。
2. 模型模拟研究（1）模型选择与构建选择合适的面源污染模型，如SWMM、HSPF等，根据河套灌区的实际情况，构建适用于该地区的面源污染模型。
（2）模型参数率定与验证通过收集的历史数据，对模型参数进行率定，使模型能够准确反映河套灌区的面源污染情况。
然后利用独立的数据集对模型进行验证，确保模型的可靠性和准确性。
（3）模型模拟与应用利用构建好的模型，对河套灌区的面源污染进行模拟，分析污染物的迁移、转化及分布规律。
根据模拟结果，提出针对性的防控措施和建议。
四、研究方法1. 文献综述法：通过查阅相关文献，了解面源污染的研究现状及发展趋势，为本研究提供理论支持。
2. 实地调查法：对河套灌区进行实地调查，收集相关数据和资料。
3. 数学模型法：选择合适的面源污染模型，构建适用于河套灌区的模型，并进行参数率定和验证。
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基于水文模型的面源污染模拟研究综述摘要本文主要阐述了农业面源污染定义和特点,以及运用土壤侵蚀预报模型来研究农业面源污染的意义,介绍了国内外土壤侵蚀预报模型的主要研究成果。
国外的侵蚀预报模型主要为lisem、wepp、eurosem模型、切沟侵蚀预报模型和浅沟侵蚀预报模型(egem)。
国内的模型主要有浅沟侵蚀的坡面侵蚀预报模型以及具有一定物理成因的坡面侵蚀预报模型。
在总结和评价国内外土壤侵蚀预报模型的基础上,提出了中国今后土壤侵蚀预报模型研究的设想。
关键词面源污染;土壤侵蚀;预报模型;研究进展;设想中图分类号 x53文献标识码 a文章编号1674-6708(2010)16-0012-021 农业面源污染农业面源污染是指在发生自然降雨或人类农业生产生活的过程中,造成的土壤扰动,使得农田中的土壤颗粒、氮磷钾等营养元素、农药及其它的有机、无机污染物,在农田人工排水、农田地表径流以及地下水渗漏等的作用下,而大量进入水体,造成水体营养元素超标,富营养化等水体污染 [1]。
其主要的特征为,面源污染发生的地区和发生时间的随机性、其产生的具体途径及所产生的污染物不确定性、污染物负荷在空间上分布的差异性[1]。
2 农业面源污染的现状相比较点源污染,面源污染由于其特点的不确定性,在研究和治理上都存在较大的难度,面源污染已经成为世界上地下水污染和地表水污染的主要来源,而农业生活生产所带来的农业面源污染是世界面源污染的重要来源。
根据2003年美国环境保护局调查资料和国外的相关研究资料表明,全世界约有30%~50%的地表已经受到面源污染的影响,在全世界范围内,已经退化的 12 亿 hm2 耕地中,约有12%的耕地都是由农业面源污染引起的[2]。
调查还显示,在美国农业面源污染是造成湿地锐减和地下水污染的重要因素[3],是美国境内河流和湖泊污染的首要污染源;在欧洲瑞典,大约有60%~87%的污染,是由于农业面源污染中污染物渗入地下水中的氮磷元素所造成的[3];在爱尔兰,约60%的富营养化湖泊,在流域范围内并没有明显的点源污染[3]。
同样,在我国农业面源污染也已经成为我国水体中水质恶化的首要污染源[3];由中国农科院土壤肥料所研究的结果表明,在中国污染严重的流域内,农村的生活生产排污、农村畜禽养殖、农田及城乡结合部地带的排污是造成流域内水体富营养化的主要原因[4];同时根据土壤肥料研究所对北京、天津、河北、山东、陕西等地的600 多个点位进行的抽样调查显示,农业面源污染也日益成为我国地下水硝酸盐污染的主要来源[4]。
3模型在农业面源污染中的应用3.1国外研究现状早在20世纪70年代,欧美等主要发达国家就开始了对面源污染模型的研究,其中的大部分模型研究均是以应用为主,模型本身的结构和功能都比较单一,无法满足在面源污染的具体产生过程进行估算和模拟 [5]。
这一时期的模型研究主要是用于土地开发利用对河流中水体水质产生的影响,模型主要是依据统计分析和因果分析的方法建立统计式的模型,并在此基础上建立污染物输出与土地利用或径流量之间的统计关系。
其中具有代表性的模型主要有scs径流曲线数法和horton入渗方程等模型,这类模型对输入的数据以及参数的设置要求均比较低,能够简便地计算出流域出口处与面源污染相关的因子的负荷量,模型基本上表现出了较强的实用性和准确性,因而在早期得到了较为广泛的应用。
但由于模型难以描述面源污染物内在的迁移规律,且模型在实际应用中功能的单一,使得这类模型并没有得到广泛的应用。
20世纪70年代末到90年代,伴随着计算机和3s等高新技术的兴起,以及人们对面源污染物理化过程研究的深入,和对面源污染长期而有效的监测,使得面源污染机理模型研究得到了较快的发展[6]。
这一时期面源污染模型的特点相比较以前,已经开始由原先只是简单的统计分析向面源污染污染的机理转变,由仅仅从单场暴雨分析向时间连续性分析的转变、由模型集中式向分布式的模型转变;人们在模型研究中开始强调模型应用的普遍性和适地性,使模型研究的实际应用价值大大提高。
在这时期的模型主要有,可以模拟城市暴雨径流的swmm模型、可以模拟农业污染负荷的arm模型、可以模拟河流流域负荷的hsp模型等;其中,被誉为面源污染模型的“里程碑”是由美国农业部农业研究所开发的creams模型,它是当时唯一一个将面源污染中三大影响因子(水文、土壤侵蚀以及污染物的迁移过程)进行了系统综合的模型;随后,研究人员又根据creams模型发展出了用于模拟农业生产活动对地下水影响的gleams模型、用于研究农田小区的eptc模型和用于模拟研究大型流域面源污染物输出的swrrb模型等。
此外,在欧洲,研究人员也相继开发出了用于模拟中小流域面源污染输出的agnps模型、欧洲水文系统模型she、用于研究流域土壤侵蚀的sedimot ii模型、用于研究泥沙输出的模型wepp,以及用于流域水文和泥沙演算的roto模型,随后,人们又在roto模型的基础上,将roto模型与swrrb模型集成,形成了新一代大型流域面源污染模型swat。
进入本世纪以来,随着经济的发展以及科技水平的高速进步,面源污染模型与计算机极其应用软件的结合更加的紧密,使得面源污染模型的功能效率更高,模型在面源污染研究中应用更加广泛。
在这一时期,研究人员发展出了功能更加强大、应用更加先进成熟的面源污染模型;如swat,wepp和agnps模型,这些大型的综合模型都可以与一些gis软件如grass、arcview等进行不同程度的集成,随之产生了超大型流域模型;这些大型的综合性模型均是以空间信息处理、数学计算、数据库技术、可视化等功能集于一身的大型专业软件。
其中较著名的是美国农业部农业研究所开发的agnps2001,swat2000以及美国国家环保局开发的basins模型。
目前,swat模型已经被大量的应用到了美国国家项目humus中,用于研究和监测大型流域内的水量平衡、流域内河流的流量以及流域内面源污染物的控制评价等;而美国环保局的大型tmdl项目也将swat作为其研究模型,并将swat模型集成到其开发的basins模型系统中,用于协助tmdl项目进行重点污染源的识别、控制及面源污染输出量的估算等。
3.2国内研究现状我国的面源污染模型的研究比欧美等发达国家起步较晚。
在我国,研究面源污染负荷定量估算的方法基本从两个方面来入手,一是采用相关分析法,通过对面源污染中的影响因子如(降雨径流、水土流失、污染物迁移)的模拟研究,进而估算出面源污染物的输出量;例如,夏青等人提出的包括了(降雨径流、产流量、水体水质)的3个子模型在内的面源污染模型,并运用该模型在四川沱江流域进行了面源污染的模拟研究,并取得了较好的模拟效果;另一种方法是通过对面源污染中水体的水质分析,进而估算出流域内的面源污染物的输出量,这是一种经验性质的统计模型,目前这种方法己在国内得到了广泛的应用;例如,陈西平等人在三峡库区研究提出了用于计算农田径流中污染负荷的模型,其中包括了降雨产流和地表径流中水质相关的子模型,用于计算三峡库区内的各种面源污染物的输出量[6]。
20世纪80年代,我国开始对面源污染以及径流污染中的机理、污染负荷的定量计算方面进行了初步的模型研究。
如吴祖林等人从降雨径流量、污染负荷等相关的角度对城市径流污染负荷模拟模型进行了探讨;刘枫等在天津于桥水库进行了流域面源污染的量化识别研究。
进入90年代,我国研究者开始引进欧美等国比较成熟的面源污染模型,但大多数的模型都不能完全的适用于我国,再加上我国面积广阔,面源污染的实地监测数据严重不足,致使研究多是根据具体研究的需要稍加修正系数,对模型本身在我国的适用性的改进并不大。
在这一时期,我国的研究者也积极发展适合我国的面源污染模型;而目前,我国研究者将gis等高新软件集成于面源污染模型中,建立大型模型的研究正在逐步兴起;例如,游松财等人应用usle模型加入gis的辅助,估算出了江西省泰和县灌溪乡的土壤侵蚀量;沈晓东等人在自行研制的gis软件的支持下,提出了一个动态分布式降雨径流模型,实现了基于栅格的坡面产汇流与河道汇流的数值模拟,获得了流域上任意模拟时刻、任意栅格上的径流量;李硕等人在swat模型的研究中,通过gis和遥感的辅助,对该模型的空间参数化、离散化进行了研究,并成功地将其应用到江西激水河流域中径流和泥沙的模拟中[7]。
4 结论目前,我国还没有产流产沙和农业面源污染相结合的模型,同时国外侵蚀产沙与农业面源污染模型一般是以美国、欧洲等国家的地形基础上建立的,并不能直接用于我国,所以开发适合我国国情的分布式侵蚀产沙和面源污染相结合的模型是迫在眉睫[8];目前,我国经济建设发展已经到了非常关键的时期,环境的保护和资源的合理利用已经成为制约我国经济发展的最大的瓶颈,而在国家逐渐对点源污染进行有效控制之后面源污染问题凸现,面源污染中又以农业面源污染问题最为严重,因而,有必要发展中国自己的土壤侵蚀预报模型,发展动态的、适应性更广的模型。
参考文献[1]江忠善,王志强,刘志.黄土丘陵区小流域土壤侵蚀空间变化定量研究[j].土壤侵蚀与水土保持学报,1996,2.[2]蔡强国,陆兆熊,王贵平.黄土丘陵沟壑区典型小流域侵蚀产沙过程模型[j].地理学报,1996(2).[3]胡良军,李锐,杨勤科.基于gis的区域水土流失评价研究[c].全国区域水土流失快速调查与管理信息系统.学术研讨会论文集,1999.[4]尹国康,陈钦峦.黄土高原小流域特性指标与产沙统计模式[j].地理学报,1989,44(1).[5]王星宇.黄土地区流域产沙数学模型[j].泥沙研究,1987(3).[6]汤立群,陈国祥,蔡名扬.黄土丘陵区小流域产沙数学模型[j].河海大学报,1990,18(6).[7]陈国祥,谢树楠,汤立群.黄土高原地区流域侵蚀产沙模型研究[j].郑州:黄河水社,1996.[8]牟金泽,孟庆枚.降雨侵蚀土壤流失方程的初步研究[j].中国水土保持,1983(6).。