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)16-0012-02

1 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

遥感水文模型的研究进展-中国农村水利水电

生态环境 2006, 15(6): 1391-1396 https://www.360docs.net/doc/329654192.html, Ecology and Environment E-mail: editor@https://www.360docs.net/doc/329654192.html, 基金项目：中国科学院知识创新工程重要方向项目（KZCX-SW-446）作者简介：赵少华（1980－），男，博士研究生，主要研究方向为农业生态及遥感水文生态。Tel: +86-311-85814806; E-mail: zshyytt@https://www.360docs.net/doc/329654192.html, *通讯作者遥感水文耦合模型的研究进展赵少华1, 2，邱国玉1，杨永辉2 *，吴晓1，尹靖1 1. 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室//北京师范大学资源学院，北京 100875； 2. 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心//河北省节水农业重点实验室，河北石家庄 050021 摘要：遥感水文的耦合模型在目前生态环境领域，特别是在水资源的应用和管理中其作用日益重要，具有大流域尺度上快速应用、实时动态监测等优点。结合国内外近年来取得的研究成果，文章综述了遥感水文耦合模型的研究进展。首先介绍了遥感技术在水文学中的应用，讨论了它的分类发展概况，接着介绍了几种主要的遥感水文耦合模型及其应用实例，包括SCS （Soil Conservation Services ）模型、SiB2（Simple Biosphere Model version 2）简化生物圈模型、SRM （Snowmelt Runoff Model ）融雪径流模型以及SWAT （Soil and Water Assessment Tool ）模型，最后展望了遥感水文耦合模型未来的发展趋势，指出尺度问题上的时空变异性仍是其发展的关键，与GIS （Geographic information system ）及其他空间技术的相结合是其未来发展的重要方向，从而为水文学、水资源的预测评价等研究提供参考。关键词：遥感；水文；径流；流域中图分类号：P338.9 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2006）06-1391-06 水文模型是以水文系统为研究对象，根据降雨和径流在自然界的运动规律建立数学模型，通过电子计算机快速分析、数值模拟、图像显示和实时预测各种水体的存在、循环和分布，以及物理和化学特性[1]。通过对各种参数的计算，水文模型可以对河流、流域、径流以及水体等进行监测预报、水资源调度等。然而随着社会的发展和科学技术的不断进步，对水文模型的功能要求也越来越多，也越来越高，从单纯的流域某控制断面的洪水预报到全流域的洪水、水资源调度，导致模型的框架结构越来越复杂。地理信息技术和遥感技术的发展更是大力促进了水文模型的应用和发展。对于遥感在水文模拟中的应用，Schultz [2]举出了利用多光谱Landsat 卫星数据估算模型参数、利用NOAA 红外卫星数据作为模型的输入量来计算历史的月径流量以及应用雷达测雨数据于分布式模型中来实时预报洪水的三个例子。水文模型需要大量的空间数据，通过遥感技术可以为其提供DEM （数字高程模型）、土地覆盖/利用、降雨、地表温度、土壤特性、LAI （叶面积指数）和蒸散发等资料[3-5]。遥感水文的耦合模型是流域水文模型发展的一个重要方向，有广阔的发展前景。简单来说，遥感水文耦合模型就是与遥感信息相结合的水文模型，模型中可以直接或间接地应用遥感资料，通过遥感水文耦合模型可以在更大范围内更准确地估算流域的水文概况、水体变化监测、洪水过程监测预报等。然而目前国内外对遥感水文耦合模型的研究还不多，还没有对该方面的研究做系统深入的报道，本文正是基于此目的，综述了近年来遥感水文耦合的模型在国内外取得的研究成果，分别讨论了它的分类发展概况、几种主要的遥感水文耦合模型及未来的发展趋势，以期为水资源、水文学的预测评价研究等提供参考。 1 遥感技术在水文学中的应用遥感技术在水文学中的应用大致可分为两个方面：一是直接运用：如降雨量变化的估算[6]、水体（湖泊、湿地等）面积变化的推算[7-10]、冰川和积雪的融化状态监测以及洪水过程的动态监测等（其中监测洪水过程的动态最具有代表性）。如Zhang 等[11]在长江的汉口段流域上，提出利用高分辨率的QuickBird 2 卫星影像资料估算河流流量的方法，该法通过与河流宽度－水位及遥测水位－流量关系曲线耦合来测量河流水面宽度变化，从而准确评估其流量。二是间接运用：利用遥感资料推求有关水文过程中的参数和变量。通常是利用一些统计模型和概念性水文模型、经验公式等，结合遥感资料来获取诸如径流、水质（如全氮TN 、全磷TP 、悬浮物SS 、化学需氧量COD 、生物需氧量BOD 等）、土壤水分等水文变量[12] ，如对径流的估算，可通过估算降雨、截流、蒸散发和土壤蓄水量等参数来进行[13]。对于全球或区域尺度上的蒸发估算，遥感技术不仅具有对大面积地面特征信息同时快捷获得

城市面源污染物迁移转化研究现状及展望

城市面源污染物迁移转化研究现状及展望摘要：在点源污染逐步得到控制后，城市面源污染问题日益突出，已成为目前水环境污染控制的重点和难点。城市面源污染是指存降水条件下，雨水和径流冲刷城市地面，使溶解的或固体污染物从非特定的地点汇人受纳水体，引起的水体污染。在广泛调研国内外相关领域研究成果的基础上，对城市面源污染的成因和特点、研究历程、面源污染物的迁移转化机制、污染负荷模型以及面源污染的防控机制进行论述。关键词：城市面源污染；迁移转化；研究进展随着城市化的迅速发展，城市化与城市建设极大地改变了城市原有地表环境，取而代之的是大量的建筑物和道路，导致城市地表硬化率急剧增加，不透水比例增大，使得雨天特别是暴雨天气产生大量的径流不能通过城地表渗透到土壤中或者是被植物截流，只能通过分流制或合流制系统把径流排放到受纳水体中，对受纳水体的水质造成明显的破坏。在美国，面源污染已成为水环境污染的第一因素，60％的水污染起源于面源。面源污染(Non-point Source Pollution)，是指溶解的或固体污染物从非特定的地点，在降水和径流冲刷作用下，通过径流过程而汇入受纳水体(如河流、湖泊、水库、海湾等)，引起的水体污染。城市面源污染是仅次于农业面污染源的第二大面污染源，是指暴雨产生的径流冲刷地面污染物（城区垃圾、工业垃圾、采矿灰尘、粪便、化肥、重金属、大气干湿沉降物，点源无组织排放散布在地面上的排放物、天然植物的残余物等），通过地表径流面带入江河湖泊水库等环节而产生的污染，它是相对于点源污染而言的一种环境污染类型，亦称为城市非点源污染。不同于点源污染，城市面源污染表现出随机性、差异性和滞后性等特点，这是因为其发生源。迁移途径和污染物浓度等差别较大；城市面源污染物质一部分直接沉积在地表，其他部分则飘散在空气中或随降尘或降雨进入路面或土壤表面。沉积于地表的、或通过降尘或降雨进入路面的污染物在降雨径流过程中将最终进入地表水体，影响水体水质，进而直接或间接影响动植物和人类的生存与生活。 1. 城市面源污染特征及影响因素 1.1 城市面源污染特征韩冰在研究中指出城市面源污染的几大特征：

农业非点源污染预测模型

第23卷第5期2007年5月农业工程学报 T r ansactions of the CSA E V ol.23　N o.5M ay 2007 农业非点源污染预测模型研究进展王少丽1,2,王兴奎1,许　迪2 (1.清华大学水沙科学教育部重点实验室,北京100084;　2.中国水利水电科学研究院水利研究所,北京100044)摘　要:农业非点源污染是一种间歇发生、随机性、突发性、不确定性很强的复杂过程,因此,模型化研究一直是非点源污染研究领域的一个核心内容。该文回顾了农业非点源污染预测模型的发展,简要阐述了国外农田尺度和流域规模尺度农业非点源污染模拟模型的功能和研究进展,对中国非点源污染预测、模型发展及存在问题进行了论述,提出从农业生产和水环境保护的角度去探讨污染物运移特征和定量预测模型,结合3S 技术,并考虑非点源污染的不确定性将是今后非点源污染模型研究的主要内容之一。关键词:农业非点源;污染;预测模型;地理信息系统中图分类号:X 592 文献标识码:A 文章编号:1002-6819(2007)5-0265-07 王少丽,王兴奎,许　迪.农业非点源污染预测模型研究进展[J ].农业工程学报,2007,23(5):265-271. Wang Shaoli,W ang Xing kui,Xu Di.A dv ances in the predictio n mo dels of ag ricultural non-point so urce pollution [J ].T r ansa ct ions of t he CSA E,2007,23(5):265-271.(in Chinese with English abst ract) 收稿日期:2006-08-15　修订日期:2007-02-12 基金项目:国家自然科学基金重点项目(50639040);水利部“948”计划技术创新与转化项目(C T200404) 作者简介:王少丽(1963-),女,江苏无锡人,教授级高工,博士生,主要从事农田灌排理论与技术、农业水环境保护方面的研究。北京中国水利水电科学研究院水利研究所,100044。Email:s haoliw @iw h https://www.360docs.net/doc/329654192.html, 0　引　言近年来,随着工业点源污染控制水平的提高,非点源污染已经成为水环境污染的主要来源。在各种非点源污染引起的水环境污染问题中农业非点源污染最为普遍,并构成当今世界水质恶化的第一大威胁,农业非点源污染具有影响因素多、发生的随机性大、危害范围广、污染物排放种类和数量不确定、污染负荷时空差异性显著等特点,使得农业非点源污染的研究与防治工作比点源污染更为困难。农业非点源污染是由化肥、农药、畜禽粪便,以及水土流失经降雨径流、淋溶和农田灌溉回归水进入水体而造成的。影响农业非点源污染的因素众多,如土壤质地、土地利用类型、施肥种类及方法和时间、耕作方法、降雨强度和降雨量等。采用常规的监测手段定量估算某一时段内非点源污染负荷量,受客观条件的限制而难以大面积采用,因此,模型化研究一直是非点源污染研究领域一个活跃的分支。目前,利用模型对非点源污染问题进行模拟研究是广泛使用的方法之一,一方面对非点源污染机理的进一步认识促进了非点源污染模型的快速发展;另一方面模型的发展又加强了非点源污染机理的进一步认识。利用数学模型可以有效解决非点源污染的随机性和观测点的不确定性,可以模拟各类非点源污染的形成、运移、输出等过程,从而为地表水资源的合理开发和利用提供决策依据,并使地表水环境保护措施的实施更加科学化和定量化。 1　农业非点源污染预测模型的发展描述农业非点源污染预测的模型可大致分为3大类:经验性模型、确定性(机理)模型和随机模型。经验性模型不考虑溶质运移的机制或动力学特征,如早期的非点源污染模型研究始于土地利用对河流水质产生影响的认识,其方法往往依据因果分析和统计分析来建立统计模型,并以此建立污染负荷与流域土地利用或径流量之间的统计关系[1],这类模型对数据的需求比较低,表现了较强的实用性和准确性,但是由于它们难以描述污染物运移的路径与机理,使得这类模型的进一步应用受到了较大的限制。自20世纪70年代中后期以来,随着对农业非点源污染物理化学过程研究的深入和对其运移过程的广泛监测,机理模型逐渐成为非点源污染模型开发的主要方向,即依据达西定律和连续原理建立的对流-弥散方程,对整个系统及其内部发生的复杂转化运移过程进行定量描述,评估土地利用的变化及不同的管理技术措施对污染负荷和水质的影响,通常由降雨径流过程(水文过程)、土壤侵蚀过程和化学物质转化运移3个主要过程组成,其中著名的有综合水文、侵蚀和污染物运移过程的农田尺度模型CREAM S ,GLEAMS ,LEACHM ,DRAINMOD-N ,RZWQM ,EPIC 等,这些模型在美国和加拿大广为应用,对于指导农业生产,减少农业活动对水体的污染起着积极的作用。20世纪90 265

流域水文模型研究现状及发展趋势

流域水文模型研究现状及发展趋势发表时间：2018-09-11T16:04:44.667Z 来源：《基层建设》2018年第24期作者：王慧锋 [导读] 摘要：地球上的水文事件，是一种诸多因素相互作用的结果，在尚未找到复杂水文现象的科学规律之前，通过建立水文模型来仿真有关水文事件是一种合理、可行的途径。安徽国祯环保节能科技股份有限公司安徽省 230088 摘要：地球上的水文事件，是一种诸多因素相互作用的结果，在尚未找到复杂水文现象的科学规律之前，通过建立水文模型来仿真有关水文事件是一种合理、可行的途径。随着计算机技术和一些交叉学科的发展，分布式物理模型被广泛提出，并逐渐成为21世纪水文学研究的热点课题之一。基于此，本文主要对流域水文模型研究现状及发展趋势进行分析探讨。关键词：流域水文模型；研究现状；发展趋势 1、前言流域水文模型是为模拟流域水文过程所建立的数学结构，在进行水循环机理的研究和解决生产实际问题中起着重要的作用，能有效应用于水文分析、水文预报、水资源开发、利用、保护和管理等方面。目前，国内外开发研制的流域水文模型众多，结构各异，按照不同的分类方法可划分为不同类型的流域水文模型。 2、模型的发展及现状流域水文模型的研究始于20世纪50年代，早期主要依据传统产汇流理论和数理统计方法建立数学模型，应用于水利工程规划设计和洪水预报等领域。其间系统理论模型和概念性水文模型得到了快速充分的发展，国外曾出现了几个著名的概念性水文模型。比如，最简单的包顿模型和最具代表性的第Ⅳ斯坦福模型。包顿模型是澳大利亚的包顿（W.C.Boughton）先生于1966年研制成功的一个以日为计算时段的流域水文模型，在澳大利亚、新西兰等国有着广泛的应用，比较适用于干旱和半干旱地区。由N.H.克劳福特先生和R.K.林斯雷先生研制的第Ⅳ斯坦福模型（SWM-IV）是世界上最早也是最有名的流域水文模型，此模型物理概念明确，结构层次分明，为以后许多模型的建立提供了基础。此后比较有名的还有萨克拉门托模型和水箱模型。水箱模型是对水文现象的一种间接模拟，模型中并无直接的物理量，参数简单，操作简便，在我国湿润地区的水文计算和水文预报中采用较多。水箱模型由菅原正已先生在20世纪50年代提出，对我国流域水文模型的发展影响较大。国内的流域水文模型在20世纪70年代至80年代中期也得到蓬勃的发展，其中典型代表为赵人俊教授等于70年代提出的新安江模型。新安江模型在湿润半湿润地区得到广泛应用，模拟精度也比较高，对我国水文模型的发展起了重要的作用。 1969年，当概念性水文模型的研究开展得如火如荼时，Freeze和Harlan提出了分布式水文物理模型的概念和框架，但当时的相关研究并不多。20世纪80年代以后，流域水文模型开始面临着许多新的挑战，包括水文循环的规律和过程如何随时间和空间尺度变化而变化的问题，水文过程的空间变异性问题，还有水文、地球化学、环境生态、气象和气候之间的耦合问题。以前研制的大部分流域水文模型（系统模型和概念性模型），由于其自身存在着许多不足和局限性，无法适应这些挑战。因此，人们开始关注分布式水文物理模型的研究。在20世纪90年代，计算机技术、GIS、遥感技术和雷达测雨技术等迅速发展，为研制和建立分布式水文物理模型提供了强大和及时的技术支撑，使得分布式水文物理模型成为水文学研究的热点课题之一。第一个具有代表性的分布式水文物理模型由英国、法国和丹麦等国家的科学家联合研制而成，发表于1986年，称之为SHE模型。该模型主要的水文物理过程均用质量、能量和动量守恒的偏微分方程的差分形式来描述，也采用了一些经验关系；模型模拟流域特性、降水和流域响应的空间分布信息在垂直方向用层来表示，水平方向则采用正交的长方形网格来表示，能较好地描述降雨径流形成机理。从SHE模型开始，人们先后研制建立了一些分布式水文模型，例如MIKESHE、SHETRAN等，这些演化模型在许多流域得到检验和应用。我国水文学者在这方面的研究也取得了一些进展：黄平先生[1]等提出了流域三维动态水文数值模型；郭生练先生[2]等提出和建立了一种基于DEM的分布式水文物理模型，模拟整个流域的径流形成过程，分析径流形成机理；夏军先生[3]等开发了分布式时变增益水文模型，该模型既有分布式水文概念性模拟的特征，同时又具有水文系统分析适应能力强的特点，能够在水文资料信息不完全或不确定性的干扰条件下完成分布式水文模拟与分析；研究者提出了一个基于DEM的分布式水文模型，主要用来模拟蓄满产流机制，并通过实例检验模型模拟流量过程以及土壤需水量空间分布的能力；研究者等对分布式水文模型的发展现状进行了详尽概述，并对其发展前景作出展望。 3、模型研究展望在经历了最初的萌芽与蓬勃发展之后，随着先进的计算机技术及地理信息系统、数字化高程模型等在水文学领域的应用，流域水文模型的发展进入了一个新的历史时期，其研究方法必将产生根本性的变化：（1）具有物理基础的分布式水文模型能为真实地描述和科学地揭示现实世界的降雨径流形成机理提供有力工具，是一种发展前景看好的新一代水文模型。另外，分布式水文模型所需资料主要来自空间水文、气象及下垫面等方面的信息，对实测降雨径流资料的依赖较小，这使得其在无资料及资料精度不高的地区有更好的适应性，也较集总式概念性水文模型有更广阔的发展空间。（2）加强分布式水文模型的物理基础研究、更加合理地模拟和描述水文过程，是改善模型结构和明确参数意义的关键。对水文学基本理论的研究，尤其是降雨径流形成机理与地形、地貌、土壤、植被、地质、水文地质、土地利用和气候气象之间定量关系的揭示，将在本质上推动模型的发展，使其物理意义更加明确，对水文规律的模拟更加贴近真实情况。（3）GIS和遥感技术为水文模拟提供了新的研究思路和技术方法。GIS用于水文模拟，可以用来获取、操作及显示与模型有关的空间数据和所得的成果，使模型进一步细化，从而深入认识水文现象的物理本质，为分布式的水文物理模型研制提供了平台。遥感技术可以提供一些确定产汇流特性和模型参数所必需的下垫面信息和降雨信息，是描述流域水文特性的最为可行的方法，尤其是在地面观测手段和资料缺乏的地区。（4）尺度问题是当代水文学理论研究的中心内容。近些年来物理性水文模型的最新进展反映了目前处理尺度问题的几种研究思路，其中在物理性和计算效率之间取得平衡的准物理性水文模型、基于不规则网格的物理性水文模型以及直接在宏观尺度上建立数学物理方程的尺度协调的物理性水文模型都有了明显的突破，在一定程度上代表着物理性流域水文模型的发展方向。 4、结语传统的概念性集总式模型由于忽略了参数和下垫面条件的时空变化，将参数和变量都取流域的平均值，这与流域的实际情况并不相

城市非点源污染模型研究进展

第31卷第10期2010年10月环境科学ENVIRONMENTAL SCIENCE Vol.31，No.10 Oct.， 2010城市非点源污染模型研究进展王龙，黄跃飞，王光谦（清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京 100084）摘要：回顾了城市非点源污染模型的发展历史，分析了能够模拟城市非点源污染的7个国外模型（SWMM 、STORM 、SLAMM 、HSPF 、DR3M-QUAL 、MOUSE 和HydroWorks ）的特点、适用性和局限性，介绍了国外城市非点源污染模型不确定性研究方法和成果以及城市非点源污染分析概率模型，总结了国内城市非点源污染模型的研究成果.指出国外城市非点源污染模型在污染物累积和冲刷、泥沙和污染物运移、污染物的生化反应等方面模拟能力不足，而国内城市非点源污染模型多是经验模型，模拟面积较小，模拟精度较差.提出未来城市非点源污染模型研究应提高泥沙和污染物的模拟能力，探索无资料和不完全信息下城市非点源污染的模拟和预测，加强城市非点源污染随机性模型的研究，发展城市非点源污染模型与GIS 的耦合应用.关键词：城市非点源污染；累积；冲刷；生化反应；不确定性；研究进展中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：0250- 3301（2010）10-2532-09收稿日期：2009-12-15；修订日期：2010-04-01基金项目：国家重点基础研究发展规划（973）项目（2005CB724202）；优秀重点实验室基金项目（50823005）作者简介：王龙（1983 ），男，博士研究生，主要研究方向为城市非点源污染模型， E-mail ：wanglong08@https://www.360docs.net/doc/329654192.html, Review of Urban Nonpoint Source Pollution Models WANG Long ，HUANG Yue-fei ，WANG Guang-qian （State Key Laboratory of Hydroscience and Engineering ，Tsinghua University ，Beijing 100084，China ） Abstract ：The development history of urban nonpoint source pollution models is reviewed.Features ，applicability and limitations of seven popular urban nonpoint source pollution models （SWMM ，STORM ，SLAMM ，HSPF ，DR3M-QUAL ，MOUSE ，and HydroWorks ）are discussed.The methodology and research findings of uncertainty in urban nonpoint source pollution modeling are presented.Analytical probabilistic models for estimation of urban nonpoint sources are also presented.The research achievements of urban nonpoint source pollution models in China are summarized.The shortcomings and gaps of approaches on urban nonpoint source pollution models are pointed out.Improvements in modeling of pollutants buildup and washoff ，sediments and pollutants transport ，and pollutants biochemical reactions are desired for those seven popular models.Most of the models developed by researchers in China are empirical models ，so that they can only applied for specific small areas and have inadequate accuracy.Future approaches include improving capability in fate and transport simulation of sediments and pollutants ，exploring methodologies of modeling urban nonpoint source pollution in regions with little data or incomplete information ，developing stochastic models for urban nonpoint source pollution simulation ，and applying GIS to facilitate urban nonpoint source pollution simulation. Key words ：urban nonpoint source pollution ；buildup ；washoff ；biochemical reaction ；uncertainty ；research advance 城市非点源污染是指城市屋面、路面和其它地面污染物在降雨径流的淋溶冲刷作用下以广域、分散的形式进入河湖引发的水体污染.目前，随着城市点源逐渐得到有效控制，非点源污染逐渐成为城市水环境保护面临的首要问题.美国环境保护署（USEPA ）的调查报告指出， 1988年城市暴雨径流引起的污染是河流水质恶化的第四大因素和湖泊水质恶化的第三大因素， 1992年则分别是第三大因素和第二大因素.欧洲和其它国家也得到了大致相同的结论［1］ .在我国，随着城市化进程的快速发展，城市非点源污染也逐渐成为影响河流湖泊水质的主要因素之一. 国内外众多学者对城市非点源污染的研究主要包括2个方面：定量化研究和控制管理研究.城市非点源污染的控制管理研究主要是在美国学者提出的最佳管理措施（best management practices ，BMPs ）的基础上，结合实际情况制定各种非点源污染控制管理措施，削减和控制非点源污染.制定城市非点源污染控制管理措施的前提是准确把握城市非点源污染的时空分布特征及负荷大小，而城市非点源污染模型是城市非点源污染特征研究的重要工具和手段，因此成为目前城市非点源污染的研究热点之一.利用城市非点源污染模型，可以进行不同时间、空间尺度污染物的模拟，量化非点源污染负荷，识别非点源污染风险，确定非点源污染重点治理区域，合理规划城市排水管网，分析土地利用变化对城市水环境的影响，制定科学合理的非点源污染治理措施，并评价各种措施的治理效果.1 城市非点源污染模型的发展目前，城市非点源污染模型经历了经验模型、机

流域水文概述

近几十年,新安江模型不断改进,已成为有我国特色应用较为广泛的一个流域水文模型。新安江模型是分散型模型,把全流域按泰森多边形法分成若干块,每一块称为单元流域。在每块单元流域内至少有一个雨量站;单元流域大小要适当,使得每块单元流域上的降雨分布相对比较均匀,并尽可能使单元流域与自然流域的地形、地貌和水系相一致,以便于能充分利用小流域的实测水文资料以及对某些问题的分析处理。新安江模型的结构分为蒸散发计算、产流计算、分水源计算和汇流计算4个层次。蒸散发计算采用3层模型;产流计算采用蓄满产流模型;用自由水蓄水库结构将总径流划分为地表径流、壤中流和地下径流3种;流域汇流计算采用线性水库;河道汇流计算采用马斯京根分段连续演算法或滞后演算法。对划分好的每块单元流域分别进行蒸散发计算、产流计算、水源划分计算和汇流计算,得出单元流域的出口流量过程。对单元流域出口的流量过程进行出口以下的河道汇流计算,得到该单元流域在全流域出口的流量过程。将每块单元流域的出流过程线性叠加,即为全流域出口总的流量过程。新安江模型的结构特点可以简单的归纳为:(1)三分特点,即分单元计算产流、分水源坡面汇流和分阶段流域汇流;(2)模型参数少且大多数具有明确的物理意义,容易确定;(3)模型参数与流域自然条件的关系比较清楚,可以寻找到参数的区域规律;(4)模型中未设超渗产流机制,适用于湿润与半湿润地区。王金忠、胡环[4]利用新安江模型对清河水库产流进行了预报。吉林省水文水资源局[5]利用新安江三水源模型对竞赛流域的洪水进行了预报。李致家[6]等利用改进的新安江模型对高理流域和临沂流域的洪水进行了预报。瞿思敏[7]等利用新安江模型与垂向混合产流模型对青峰岭水库和危水水库流域的洪水进行了预报和比较。这些预报结果都说明了新安江模型在湿润地区和半湿润地区具有较好的适应性,而在干旱半干旱地区的模拟效果则不够理想。此外,新安江模型在大中流域的模拟效果比在小流域的模拟效果要好。ＳＡＣ模型虽然研制完成时间相对较晚,但是其功能较为完善。ＳＡＣ模型在美国的

农村环境污染文献综述

农村环境污染文献综述班级：13经济2班姓名：李溢智学号：2013333501134 摘要：近些年来，随着经济的不断发展，农村人民生活水平不断提高，但农村环境问题却越来越突出，本文从农村环境污染问题的现状，产生原因及对策建议3个方面，对我国农村环境污染问题进行研究。关键词：农村环境污染原因分析治理机制农村环境问题是指农村居民在从事农业，工业等生产过程中，以及在日常生活中所造成的破坏农村生态环境或者污染农村环境的现象。近些年来，我国学术界对农村环境污染问题的研究取得了极大的进展和成果，但是总体来说还不够深入，有很大的研究提升空间。农村环境污染已经严重阻碍农村的社会发展和农民的福利改善。在大力发展社会主义新农村建设的今天，解决农村环境污染的问题应该成为当务之急。因此，对农村环境污染进行研究具有非常重要的现实意义。本文从农村环境污染问题的现状，产生原因及对策建议3个方面，对我国农村环境污染问题的已有研究成果进行综述，旨在促进我国农村环境污染问题得到更好的解决。 1我国农村环境污染问题的现状农村环境日益恶化的现状已经引起了我国学术界的极大重视，很多学者从各自不同的研究领域对农村环境污染问题进行了深入细致的研究分析，取得了创造性的成果。对于农村环境污染问题的现状的研究，不同的学者从不同的角度进行了分析。 1.1农村的面源污染农村的面源污染是指农村地区在农业生产和居民生活过程中产生的，未经处理的污染物对水源，土壤，空气以及农产造成的污染。主要源于两方面：一是农业生产的污染。民建中央专题调研组（2008）认为，随着我国农业集约化，规模化程度的不断提高农业生产过量和不合理使用化肥，农药造成的污染问题越来越严重。［1］江丽丽（2011）认为，随着农村经济的发展，农民生产观念倾向于偏施化肥，化肥的大量使用首先是造成土壤酸化、板结、养分供应不协调，降低土壤微生物生物量和活性。其次是造成水质污染和水体富营养化；农药的大量使用同样对农业系统的生态平衡带来严重影响，一些高毒、高残留农药给大气、

水文学文献综述

森林对水文的影响唐恩勇 ( 贵州大学林学院水土保持与荒漠化防治091班) 摘要：森林与人类的生活息息相关，他不仅是可供人类开采利用的一种自然资源，更是人类及其他生命赖以生存的环境与物质基础。随着人类的发展进步，无论是生活和生产实践还是科学的研究探索，对于森林的作用都有一个深刻地认识，总的来说，森林的防护效益有这几个方面：森林的水源涵养作用，土壤改良及水土保持作用，气候和环境的改善与维持作用，大气污染、土壤污染、水体污染防治作用，各种生物资源的保护作用，人类健康保健与环境美化作用等等。水不仅是生命存在和延续的先决条件，而且是全球与局部气候状况的重要决定因素，随着人类文明的发展，人们对水的用途的要求越来越高，用量越来越大，然而，随着全球环境的改变，地球上的可以利用的水资源越来越少，征对森林对水资源的作用，森林的存在对于水文效应的影响，无论是从宏观还是微观，无论是从地上还是地下都有着不可替代的作用，研究森林对水文的影响，更有利于合理利用水资源、保护生态环境的对策和措施有效地实施。研究和认识森林对水文影响的规律，对于开发、利用水资源，防治水患，充分发挥森林的生态效益具有重要意义。关键字：森林水文效应生态效益为了认识森林对自然界水分运动的影响及所产生的效应。研究森林对水文的影响，它起源于19世纪中叶。1864年德国的 E.埃贝迈尔在巴伐利亚建立了第一个森林气象站，对林区降水量、土壤蒸发和枯枝落叶层对地面蒸发的影响进行了观察。1900年在瑞士的埃曼托尔山地的两个集水区，对森林和牧地、耕地进行了河流流量的对比观察。之后，日本、美国、苏联等国家相继开展了这方面的研究。20世纪中期以来，研究范围进一步扩大，手段日趋现代化。如在不同自然地域内开展各种林分的水量平衡和水质研究，探索不同林种、不同采伐方式对降水和径流的影响，找出最佳森林水文效益的林种和采伐、更新方式，以及在测试仪器和装置方面采用中子散射、无线电遥控、室内模拟等。中国最早是于1924～1926年在山西、山东等地的寺庙林里进行了径流试验。 1森林的地上部分对降雨的再分配过程大气降水落到森林表面时，首先被森林植物地上部分截留引起降水的第一次分配。然后，当降水量足够大时，一部分降水到达枯枝

城市面源污染研究现状及展望

Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2019, 9(6), 775-781 Published Online December 2019 in Hans. https://www.360docs.net/doc/329654192.html,/journal/aep https://https://www.360docs.net/doc/329654192.html,/10.12677/aep.2019.96102 Current Situation and Prospect of Urban Non-Point Source Pollution Research Hanliang Gui, Chunping Zhang* Wuhan Institute of Technology, Wuhan Hubei Received: Oct. 31st, 2019; accepted: Nov. 18th, 2019; published: Nov. 25th, 2019 Abstract With the city industrial wastewater discharge and other point source pollution has been effective-ly controlled, the proportion of urban water environment pollution from non-point sources is in-creasing. Based on the research status at home and abroad, this paper introduces the concept, impact, and emission characteristics of non-point source pollution, as well as the control measures of urban non-point source pollution, and pointed out that the research on non-point source pollu-tion will be the future development trend of sponge city reconstruction. Keywords Urban Non-Point Source Pollution, Emission Characteristics, Engineering Measures, Sponge City Transformation 城市面源污染研究现状及展望桂晗亮，张春萍* 武汉工程大学，湖北武汉收稿日期：2019年10月31日；录用日期：2019年11月18日；发布日期：2019年11月25日摘要随着城市工业废水排放等点源污染得到有效的控制，城市水环境污染中来源于面源污染的比例逐年提高。本文结合国内外的研究现状，介绍了面源污染的概念、影响、排放特征及相关的控制措施，提出了城市面源污染的相关研究对接海绵城市改造为今后的发展趋势。

非点源污染研究综述

非点源污染研究综述随着人类经济活动深入发展，水环境污染问题已成为全球性问题。非点源污染造成大量泥沙、氮磷营养物、有毒有害物质进入江河、湖库，引起水体悬浮物浓度升高、有毒有害物质含量增加，溶解氧减少，水体出现富营养化趋势，不仅直接破坏水生生物生存环境，导致水生生态系统失衡，而且还影响人类的生产和生活，威胁人体健康。因此，在点源污染控制水平达到一定程度后，非点源污染的严重性逐渐表现出来，非点源已成为导致水环境污染的重要原因。 1 非点源污染基本介绍非点源污染亦称面源污染，是相对于点源污染而言的一种水环境污染类型，其定义是指溶解的或固体的污染物从非特定的地点，在降水或降雪的冲刷作用下，通过径流过程而汇入受纳水体，并引起水体富营养化或其它形式的污染。非点源污染的主要来源包括水土流失、农用化学品过量施用、城市地表累积物、畜禽养殖和农业与农村废弃物等。非典源污染从其产生机制来看，主要可分为三个过程：径流形成的过程、径流冲刷地面及形成土壤侵蚀的过程和泥沙及氮磷污染物进入水体的过程[4]。各种类型的下垫面在降雨的作用下产生径流并对土壤产生侵蚀作用，大量的泥沙与附着的氮磷污染物及可溶性氮磷污染物进入水体，从而产生非点源污染。 2 非点源污染模型的研究历程 2.1 国外非点源污染模型的研究 2.1.1 初期经验探索阶段早在20世纪60年代，单纯的依靠点源污染控制无法从根本的改变水质，所以人们开始转向非点源污染的定量研究，能够简便地计算出流经出口的污染负荷，表现了较强的实用性和准确性，因而得到了广泛的应用，但是此类模型对数据的需求能力低，难以描述污染物迁移的路径和机理。 2.1.2 机理模型发展阶段美国在全国范围内开展了大规模非典源污染调查与研究，提出了一些有影响的非典源污染模型。随着对非点源污染模型的进一步研究，机理模型逐渐成为非点源模型开发的主要方向，其中有城市暴雨径流污染的STORM、SWMM、模拟农业污染的ARM以及流域模型HSPF等。SWMM模型是美国环保局为设计和管

流域非点源模型发展与应用

流域非点源模型发展与应用摘要：本文首先介绍了非点源污染的特征以及进行非点源模型模拟的必要性，然后介绍了非点源模型的应用目的以及常用的流域非点源模型，最后以SWAT模型为例，详细的讲述了它的原理、数据输入和率定参数和方法，以及黑河（莺落峡）流域的非点源模拟实例。关键词：非点源模型 SWAT模型黑河流域引言非点源污染是指时空上无法定点监测的，与大气、水文、土壤、植被、地质、地貌、地形等环境条件和人类活动密切相关的，可随时随地发生的，直接对大气、土壤、水构成污染的污染物来源。与水环境有关的非点源污染主要包括大气干湿沉降、暴雨径流、底泥二次污染和生物污染等。由于非点源污染的形成过程受区域地理条件、气候条件、土壤结构、土地利用方式、植被覆盖及降水过程等多因素影响，具有随机性大、分布范围广、形成机理复杂、潜伏性强、发生滞后和管理控制难度大等特点，成为地表和地下水质不断恶化的重要因素，是世界各国普遍面临的环境问题。在我国，虽然点源问题还远没有解决，但很多水体，尤其是作为旅游地和水源地的湖泊、水库，非点源的污染已经占到很大的比例。一些研究表明，北京密云水库、天津于桥水库、安微巢湖、云南滇池和洱海、无锡太湖、上海淀山湖等水域，非点源污染的比例已超过点源污染，成为主要的水体污染源。 [1]由此可见，开展非点源污染模拟及防控技术研究已可不容缓。 1.非点源污染的特征与点源污染相比，非点源污染发生的机理复杂，影响因素众多，具有许多显著不同的特点。 1.1时间上的随机性和间歇性非点源污染的发生主要受降雨径流过程的影响，而降雨过程受复杂的气象因素控制，具有随机性。这使得非点源污染的发生也具有随机性，不能够认为控制；另外，在不同的年份和季节，非点源污染负荷变化很大。 1.2空间分布上的广泛性与点源污染不同，非点源污染没有特定的排放口，是在流域尺度上发生的，即流域的任何一块受到人为因素干扰的土地上都有可能产生非点源污染。 1.3发生机理的复杂性非点源污染的发生与传输机理涉及了多个学科的研究范畴，主要包括水文学、水力学、土壤学等，发生机理的复杂性远远超过了点源污染。这些对非点源污染的监测、模拟模型的建立和非点源污染的控制提出了巨大地挑战。 1.4污染物组成和负荷的不确定性非点源污染负荷不仅随不同的土地利用类型、土壤性质等改变，和降雨类型、

非点源污染模型

城市非点源污染模型城市非点源污染是指城市屋面，路面和其它地面污染物在降雨径流的淋溶冲刷作用下以广域，分散的形式进入河湖引发的水体污染。目前，随着城市点源逐渐得到有效控制，非点源污染逐渐成为城市水环境保护面临的首要问题。随着城市化进程的快速发展，城市非点源污染也逐渐成为影响河流湖泊水质的主要因素之一。城市非点源污染模型的发展目前，城市非点源污染模型经历了经验模型机制模型与GIS耦合应用3个发展阶段。随着计算机和GIS 技术的快速发展，GIS 被广泛应用于城市非点源污染的模拟和预测，初期GIS只是被用于提取城市非点源污染模型所需要的地形河网土地利用等输入数据，属于GIS与城市非点源污染模型的松散耦合。到20世纪90年代后期，BASINS ( better assessment science integrating point and nonpoint source )等一些大型非点源污染模型系统集成了GIS，形成操作系统平台，可提取模型输入参数，并具有数据查询空间分析和地图输出功能，实现了GIS 与城市非点源污染模型的紧密耦合. 与GIS的耦合应用，使城市非点源污染模型的参数提取更加准确和方便，也使模型的模拟预测效果有很大的改进，对机制型模型的发展起到了巨大的推动作用。国外城市非点源污染模型简介国外欧美发达国家对暴雨径流引起的城市非点源污染重视较早，开发推出了SWMM STORM SLAMM HSPF DR3M- QUAL QQS FHWA MOUSE HydroWorks 等城市非点源污染模型，其中影响较大应用广泛的主要有美国的SWMM STORM SLAMM HSPF 和DR3M- QUAL 模型以及欧洲的MOUSE 和HydroWorks 模型。 7 个常用城市非点源污染模型特点适用性和局限性项目SWMM STORM SLAMM HSPF DR3M-QUA L MOUSE HydroWorks 时间尺度场次、连续场次场次场次、连续场次场次、连续场次、连续空间尺度城市城市城市城市、流域城市城市管网城市污染物累积模型幂函数、指数函数、饱和浸润方程线性函数指数函数线性函数指数函数线性函数、指数函数线性函数污染物冲刷模型指数函数、关系曲线、场次平均浓度指数函数指数函数径流比例指数函数雨滴溅蚀雨强和污染物累积量的函数泥沙、污染物运动模型地表、管道地表地表地表地表地表、管道地表、管道污染物不可以不可以不可以可以不可以可以不可以

生物滞留池研究综述

城市地表径流净化研究综述众所周知，水是人类生产、生活不可或缺的资源，在城市化进程中，由不透水地表所引起的降雨径流量增加，同时高密度的人口和产业对水环境的需求逐渐增加，对水环境的影响和改变也越来越强，使得水系不断萎缩，河流湖泊的富营养化逐渐加重，城市水环境质量日益恶化。而中国又是一个缺水的国家，这就需要我们充分的利用雨水，个别地方由雨水排放不当所造成的环境污染已相当严重。因此城市水环境质量的改善就成为了当今社会亟需解决的重要问题。 1 研究背景与意义在我国，随着点源污染得到有效的解决，面源污染成为了水体恶化的重要贡献者。同时，随着城市化进程的加速，城市的面积迅速扩展，大量天然绿地被不透水下垫面取代，可渗透地表面积越来越少，城市面源将成为重要污染源，将严重威胁城市水体、海岸线、河口等水体环境[1]。城市降雨径流不经预处理，直接排进受纳水体，极易造成水体富营养化，破坏水生生态系统。而磷是水质评价的重要指标，磷酸盐被认为是水生植物大量繁殖的重要因素之一，能引起水体富营养化。所以由暴雨径流产生的面源污染已成为城市水环境恶化的重要原因[2]。不透水面积的增加使得很小的雨量就会形成地表径流，地表径流冲涮沥青路面上的工业废水、汽车尾气、生活垃圾和建筑材料等造成含有悬浮物、耗氧物质、营养物质、有毒物质、油脂类物质等多种污染物的城市地表径流污染，不经过净化处理的城市地表径流极易引起富营养化、水华等环境问题，对生态环境造成极大的破坏[2,3]。城市地表径流污染已成为仅次于农业面源污染的第二大面源污染，其中氮、磷被认为是水体富营养化的最主要原因[4，5]。据统计,我国主要湖泊处于因氮、磷污染而导致富营养化的占统计湖泊的56%，水体富营养化会造成水中藻类等水生生物大量地生长繁殖，水体中有机物积蓄，破坏水生生态平衡，造成水体感官性能变差、自净能力减弱、水质下降、供水成本提高和湖泊沼泽化，影响食物链，使人类、动物、家畜等中毒死亡等等[6]。随着我国西部地区，特别是长江中上游的经济快速发展，重庆的经济地位更加突出，经济的发展对水环境的压力持续增加。两江新区快速发展，土地覆盖/土地利用类型发生变更，大片农田、林地成为城市建设用地，不透水地表显著增加，排水管网快速形成，改变河道水文条件，雨水快排快泄，必然带来地表径流水量和污染物量急剧增加，对水体的瞬间冲击力加强，也带来长久的水体污染隐患。因此开展生物滞留池对城市面源污染控制技术的研究，对解决快速城市化下山地城市水环境问题具有重要的科学意义。 2研究现状 2.1 城市地表径流污染来源城市地表径流污染是指地表沉积物与大气沉降物等在降雨的淋溶和冲刷作用下，以广域、分散的形式进入河湖而引发的水体污染[7]，它主要有不透水屋顶表面、不透水地面和部分暴露的表面三个来源[8]。不透水的屋顶表面可以作为将大气中污染物传播到水体的传播途径，即屋顶在干气候条件下，作为污染物的汇，累积大气沉降的污染物，在降水过程中又有效地将污染物传递到城市径流中，有机质等污染多来自大气沉降；另外，构建屋顶需要用到金属材料如铜、锌等也是重金属污染物的来源之一。