流域非点源污染负荷定量化方法研究与应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1流域非点源污染研究背景 1

1.2流域非点源污染研究现状 3

1.2.1非点源污染机理研究 3

1.2.2非点源污染模拟模型研究 10

1.2.3非点源污染控制研究 15

1.2.4我国非点源污染负荷定量化和控制研究的不足 15

1.3研究流域概况 16

1.3.1自然地理概况 17

1.3.2社会经济概况 23

1.3.3点源与非点源现状 24

1.3.4渭河水污染研究存在的问题 26

1.4本书主要内容及技术路线 27

1.4.1研究内容 27

1.4.2技术路线 27

1.5本章小结 28

参考文献 28

上篇 流域非点源污染监测与特征研究 37

第2章 灌区农业非点源污染监测及运移特征分析 37

2.1农业非点源污染特征 37

2.2农业非点源污染监测方案 38

2.2.1试验区概况 38

2.2.2试验目的及时间安排 39

2.2.3试验布置 40

2.3农业非点源污染物运移特征分析 42

2.3.1输水系统 42

2.3.2田间系统 43

2.3.3排水系统分析 47

2.4本章小结 49

参考文献 49

第3章 西安市城市非点源污染监测与特性分析 50

3.1西安市主城区非点源污染监测与特性分析 51

3.1.1材料与方法 51

3.1.2结果与讨论 54

3.2典型城市小流域非点源污染监测与特性分析 60

3.2.1材料与方法 61

3.2.2皂河水污染特征分析 63

3.2.3皂河流域非点源污染特征分析 69

3.3西安市融雪径流监测及污染特性分析 73

3.3.1材料与方法 74

3.3.2结果分析 76

3.4本章小结 82

参考文献 83

第4章 渭河千支流非点源污染监测和特征分析 85

4.1监测方案与结果 85

4.1.1监测方案 85

4.1.2监测结果 87

4.2渭河干流典型断面非点源污染特征与影响分析 91

4.2.1洪水期与非洪水期水质及其变化特征 91

4.2.2估算模型 96

4.2.3负荷估算 97

4.2.4分析与讨论 101

4.2.5小结 102

4.3典型支流非点源污染特征与影响分析 103

4.3.1洪水期与非洪水期水质及其变化特征 104

4.3.2估算模型 105

4.3.3负荷估算 105

4.3.4分析与讨论 106

4.3.5小结 108

4.4本章小结 109

参考文献 109

第5章 渭河氮污染特征与流域人类活动的响应关系研究 110

5.1河流水质与流域人类活动之间的关系 110

5.1.1河流水质与流域人类活动之间关系 110

5.1.2小结 115

5.2渭河氮污染特征与流域人类活动的响应关系 116

5.2.1河流中氮素形态及转化 116

5.2.2渭河氮污染特征分析 116

5.2.3渭河氮污染与流域人类活动的响应关系 124

5.3本章小结 131

参考文献 132

中篇 流域非点源污染负荷估算方法研究 135

第6章 河流控制断面污染负荷计算方法与比较 135

6.1污染物负荷估算方法的特点 135

6.2污染负荷估算方法对比分析 137

6.3本章小结 144

参考文献 144

第7章 平均浓度法与统计方法 146

7.1平均浓度法 146

7.1.1研究思路与方法 146

7.1.2应用实例 148

7.1.3小结 150

7.2水质水量相关法 150

7.2.1基本思路 150

7.2.2降雨径流污染水质水量相关分析 151

7.2.3应用举例 152

7.2.4小结 153

7.3非点源营养负荷-泥沙关系法 153

7.3.1研究思路 153

7.3.2非点源污染负荷-泥沙关系的建立 154

7.3.3应用举例 155

7.3.4小结 156

7.4土地利用关系法 156

7.4.1思路与方法 156

7.4.2应用实例 157

7.4.3小结 161

7.5本章小结 161

参考文献 162

第8章 输出系数法及其改进 163

8.1输出系数法 163

8.1.1研究进展及应用情况 164

8.1.2输出系数 167

8.1.3小结 168

8.2改进的输出系数模型 168

8.2.1考虑降雨影响的输出系数模型 168

8.2.2考虑流域损失的输出系数模型 169

8.3应用实例 169

8.3.1 Johnes输出系数模型（模型1） 170

8.3.2考虑降雨影响的输出系数模型（模型2） 172

8.3.3考虑流域损失的输出系数模型（模型3） 173

8.3.4讨论 174

8.4本章小结 175

参考文献 175

第9章 综合平均浓度法与综合输出系数法 176

9.1材料与方法 176

9.1.1材料和数据来源 176

9.1.2研究方法 177

9.2负荷估算方法的对比与改进 177

9.2.1负荷估算方法 177

9.2.2计算结果比较 178

9.2.3负荷估算方法的改进 179

9.3香港河流的水文分析 180

9.4香港非点源污染基本特征 181

9.4.1目的和方法 181

9.4.2平均浓度分析 182

9.4.3输出系数分析 189

9.5污染负荷估算 194

9.5.1污染负荷估算方法 194

9.5.2香港地区污染物年负荷量估计 195

9.6本章小结 196

参考文献 196

第10章 USLE估算方法与专家评判法 198

10.1基于USLE的非点源负荷估算方法 198

10.1.1 USLE及参数获取 198

10.1.2基于USLE的氮磷污染负荷估算模型 200

10.1.3模型应用 200

10.2非点源污染负荷估算的专家评判法 206

10.2.1研究方法 206

10.2.2模型应用 207

10.2.3小结 208

10.3本章小结 209

参考文献 209

第11章 降雨量差值法与径流量差值法 210

11.1降雨量差值法 210

11.1.1降雨量差值法原理 210

11.1.2模型的建立及应用 211

11.1.3降雨量差值法与径流分割法的比较 212

11.1.4小结 214

11.2径流量差值法 214

11.2.1径流量差值法原理 214

11.2.2模型的建立及应用 215

11.3本章小结 216

参考文献 216

第12章 多沙河流非点源污染负荷估算模型 217

12.1泥沙对水环境的影响 217

12.2基于水文分割思想的多沙河流非点源污染模型建立 218

12.3应用实例 219

12.3.1研究河流概况 219

12.3.2监测试验 220

12.3.3负荷估算 220

12.3.4分析与讨论 223

12.3.5小结 224

12.4基于泥沙-非点源污染负荷关系的多沙河流非点源污染负荷估算模型 225

12.4.1思路与方法 225

12.4.2应用实例 226

12.4.3分析与讨论 228

12.4.4小结 229

12.5本章小结 230

参考文献 230

第13章 基于单元分析的灌区农业非点源污染负荷估算 231

13.1估算方法 231

13.1.1单元划分 231

13.1.2负荷贡献率 232

13.1.3灌区污染负荷 233

13.2应用实例 233

13.2.1监测试验 234

13.2.2负荷贡献率推求 234

13.2.3研究区产污负荷 236

13.2.4排污系数 236

13.2.5区域输出负荷 236

13.3本章小结 237

参考文献 237

第14章 基于现代分析技术的非点源污染负荷预测方法 238

14.1偏最小二乘回归模型 238

14.1.1偏最小二乘回归非点源污染负荷预测模型 238

14.1.2实例分析 242

14.1.3小结 246

14.2支持向量机模型 247

14.2.1基于支持向量机的非点源污染负荷预测模型 247

14.2.2应用实例 249

14.2.3小结 251

14.3自记忆模型 252

14.3.1非点源污染负荷自记忆模型的建立 252

14.3.2应用实例 259

14.3.3小结 261

14.4灰色神经网络预测模型 261

14.4.1多变量灰色神经网络预测模型 262

14.4.2模型的应用 263

14.4.3小结 266

14.5本章小结 266

参考文献 267

下篇 流域非点源污染模拟模型与控制规划研究 271

第15章 流域暴雨径流非点源污染数学模型的构建及应用 271

15.1流域非点源污染数学模型的建立 271

15.1.1流域产流模型研究 271

15.1.2流域汇流模型的建立 274

15.1.3流域非点源污染物产生模型的研究 279

15.1.4流域非点源污染物迁移模型的建立 283

15.1.5小结 286

15.2模型在滇池流域的应用研究 288

15.2.1滇池流域概况 288

15.2.2模型应用 289

15.2.3小结 298

15.3本章小结 299

参考文献 300

第16章 流域磷迁移转化过程的长期连续模拟模型及应用 302

16.1模型的构建思路 302

16.2产汇流及侵蚀模型 302

16.2.1产流计算模 302

16.2.2汇流模型及其计算 303

16.2.3侵蚀模型 304

16.3磷迁移转化模型 305

16.3.1 Viney模型简介 305

16.3.2磷循环及计算模型 306

16.3.3磷循环模型及其微结构 309

16.4模型的应用 310

16.4.1模型简化计算 310

16.4.2模型参数率定 311

16.4.3结果与讨论 313

16.5本章小结 314

参考文献 315

第17章 农业非点源污染模型的构建及应用 316

17.1模型构建 316

17.1.1整体思路 316

17.1.2“源”模块构建 318

17.1.3“汇”模块构建 321

17.1.4模型特征 324

17.2模型验证与应用 325

17.2.1模型验证 325

17.2.2模型应用 329

17.2.3合理性分析 333

17.3本章小结 334

参考文献 334

第18章 基于SWMM模型的城市非点源污染模拟研究 336

18.1 SWMM模型原理 336

18.1.1 SWMM模型概述 336

18.1.2径流子系统模拟原理 337

18.1.3传输子系统模拟原理 341

18.2研究区域非点源污染SWMM模型的建立 343

18.2.1研究区域概况 343

18.2.2研究区域非点源污染来源及特性分析 344

18.2.3研究区域非点源污染SWMM模型的建立 344

18.3研究区域不同情景下的非点源污染模拟 349

18.3.1不同降雨强度下非点源污染负荷模拟 349

18.3.2不同雨型下非点源污染负荷模拟 353

18.3.3不同土地利用类型条件下非点源污染负荷模拟 356

18.4本章小结 358

参考文献 359

第19章 流域非点源污染分布式模拟与关键源区识别 361

19.1基于SWAT模型的非点源污染分布式模拟与关键源区识别 361

19.1.1 SWAT模型概述 362

19.1.2 SWAT模型输入数据库的构建 368

19.1.3 SWAT模型的率定和验证 369

19.1.4研究流域 371

19.1.5渭河流域面源模拟模型建立和负荷关键源区识别 371

19.1.6灞河流域面源模拟模型建立和负荷关键区识别 390

19.2基于AnnAGNPS模型的非点源污染分布式模拟与关键源区识别 403

19.2.1 AnnAGNPS模型的概述 403

19.2.2研究流域及AnnAGNPS模型输入数据库 411

19.2.3模型的率定和检验 416

19.2.4主要参数敏感性分析 419

19.2.5黑河流域非点源污染产出的时空分布特征 420

19.3本章小结 424

参考文献 425

第20章 流域土地利用变化对非点源污染的影响研究 428

20.1景观生态学方法 428

20.1.1景观格局分析指标 428

20.1.2马尔可夫转移矩阵 431

20.2陕西黑河流域土地利用变化对非点源污染的影响分析 431

20.2.1研究方法 431

20.2.2土地利用变化分析 432

20.2.3土地利用变化对非点源污染的影响分析 437

20.2.4小结 442

20.3灞河流域土地利用变化对非点源污染的影响分析 443

20.3.1研究方法 443

20.3.2土地利用变化分析 443

20.3.3土地利用格局变化分析 447

20.3.4土地利用变化趋势分析 448

20.3.5土地利用变化对非点源污染的影响分析 449

20.3.6小结 451

20.4本章小结 451

参考文献 452

第21章 流域非点源污染控制措施效果的情景模拟 454

21.1黑河流域土地利用结构调整对非点源污染影响的效果模拟 454

21.1.1土地利用结构调整情景设定 454

21.1.2分析方法 455

21.1.3不同土地利用结构对非点源污染的影响效果模拟 455

21.1.4小结 459

21.2灞河流域非点源污染控制措施效果模拟 460

21.2.1水土保持措施 460

21.2.2化肥农药施用水平 460

21.2.3退耕还林 462

21.2.4综合措施 463

21.2.5小结 464

21.3沣河流域非点源污染控制措施效果模拟 464

21.3.1情景分析方案设定 464

21.3.2不同情景模拟结果分析 465

21.3.3小结 466

21.4本章小结 467

参考文献 467

第22章 流域非点源污染控制规划研究 468

22.1流域非点源污染控制措施及效果预测 468

22.1.1流域非点源污染控制规划原则 468

22.1.2流域非点源污染控制规划研究思路 469

22.1.3流域非点源污染控制措施 470

22.1.4改变土地利用方式 471

22.1.5设置河岸植被保护带 473

22.1.6改变土地利用方式及设置植被保护带 479

22.1.7流域移民 481

22.1.8流域移民与设置河岸植被保护带 484

22.1.9小结 486

22.2非点源污染控制措施经济评价与优选 486

22.2.1研究方法 486

22.2.2改变土地利用方式 488

22.2.3设置植被保护带 492

22.2.4流域移民 494

22.2.5流域最优非点源污染控制方案研究 494

22.2.6小结 496

22.3本章小结 497

参考文献 497

第23章 考虑非点源污染影响的河流水质水量响应关系研究 499

23.1渭河关中段水质水量响应关系计算程序 499

23.1.1渭河关中段水质水量响应关系基础资料Access数据库 500

23.1.2渭河关中段改进型一维稳态水质模型 500

23.1.3 Visual Basic程序 501

23.2改进型一维稳态河流水质模型应用于渭河关中段的适用性研究 501

23.2.1渭河关中段概化图 501

23.2.2改进型一维稳态河流水质模型参数率定 502

23.2.3改进型一维稳态河流水质模型率定结果 504

23.2.4改进型一维稳态河流水质模型验证 509

23.3基于Access和Visual Basic的渭河关中段水质水量响应关系研究 510

23.3.1现状年污染物沿程变化以及污染物在不同来水频率状况下沿程变化 511

23.3.2规划水平年（2020年）污染物沿程变化以及污染物不同来水频率状况下沿程变化 514

23.4本章小结 519

参考文献 520

第24章 考虑非点源污染影响的水库水质预测研究 521

24.1考虑非点源污染影响的一维垂向水库水质预测 521

24.1.1水库水温垂向分布预测 522

24.1.2非点源对水库BOD、 DO影响 526

24.2考虑非点源污染影响的二维纵、竖向水库水质预测研究 529

24.2.1 CE-QUAL-W2模型介绍 529

24.2.2水库结构概化 531

24.2.3考虑非点源影响的黑河金盆水库水质预测 531

24.3考虑非点源污染影响的平面二维湖泊水质预测研究 538

24.3.1乌梁素海水生态修复方案 539

24.3.2 MIKE3模型介绍 541

24.3.3数学模型的建立 541

24.3.4不同修复方案下乌梁素海浓度场的模拟结果 542

24.3.5推荐的水生态修复方案 544

24.4本章小结 545

参考文献 546

第25章 考虑非点源污染的水污染综合控制规划模型研究 547

25.1污染物总量控制类型及分配原则 547

25.1.1总量控制类型 547

25.1.2总量分配原则 548

25.2河流水环境容量计算 549

25.2.1稀释容量 549

25.2.2自净容量 549

25.2.3环境总容量 550

25.3非点源污染负荷容量分配 550

25.3.1非点源污染负荷的确定 550

25.3.2非点源污染负荷容量确定 551

25.4非点源污染影响下的区域最优化模型 551

25.4.1区域最优化处理模型 551

25.4.2考虑非点源的区域最优化模型 552

25.5实例研究 552

25.5.1点源污染负荷 552

25.5.2非点源污染负荷 553

25.5.3环境容量 553

25.5.4环境容量分配 555

25.5.5考虑非点源污染的区域最优化 556

25.6本章小结 562

参考文献 562

第26章 非点源污染控制的植被过滤带技术研究 564

26.1试验概况 564

26.1.1试验场概况 564

26.1.2试验设计和方法 567

26.1.3评价指标 570

26.2植被过滤带对地表径流中悬浮固体的净化效果 570

26.2.1植被条件对净化效果的影响 570

26.2.2土壤初始含水量对净化效果的影响 572

26.2.3过滤带带宽对净化效果的影响 572

26.2.4入流流量对净化效果的影响 573

26.2.5入流浓度对净化效果的影响 574

26.2.6小结 575

26.3植被过滤带对地表径流中污染物的净化效果 575

26.3.1植被过滤带对氮（N）、磷（P）素的净化效果 575

26.3.2植被过滤带对COD的净化效果 578

26.3.3植被过滤带在不同带宽下净化效果的比较 579

26.3.4小结 581

26.4暴雨径流过程中流量对植被过滤带净化效果的影响 581

26.4.1数据处理 582

26.4.2植被过滤带对固体悬浮物（SS）的净化效果 583

26.4.3植被过滤带对氮素的净化效果 584

26.4.4植被过滤带对磷素的净化效果 585

26.4.5植被过滤带进出水流中的泥沙粒径分析 586

26.4.6小结 587

26.5植被过滤带非点源污染及其对净化效果的影响 587

26.5.1植被过滤带地表径流中初期出流浓度和平均浓度的分析比较 587

26.5.2植被过滤带径流中固体悬浮物和溶解态氮浓度变化分析 589

26.5.3小结 592

26.6 VFSMOD模型对植被过滤带净化效果的模拟与适应性分析 592

26.6.1 VFSMOD模型简介 593

26.6.2模型参数的确定 594

26.6.3模拟结果与分析 595

26.6.4小结 597

26.7本章小结 597

参考文献 598

第27章 城市非点源污染控制技术初步研究 600

27.1多级串联潜流人工湿地净化城市地面径流的试验研究 600

27.1.1材料与方法 601

27.1.2结果与分析 604

27.1.3小结 609

27.2生态滤沟对城市路面径流净化效果的试验研究 609

27.2.1材料与方法 610

27.2.2结果与分析 613

27.2.3小结 619

27.3本章小结 619

参考文献 620