第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.1.1 非点源污染定义 2
1.1.2 非点源污染发生机理 3
1.1.3 非点源污染特征 3
1.2 非点源污染模型研究 4
1.2.1 非点源污染模型发展历史 4
1.2.2 国内外非点源污染模型研究 5
1.2.3 非点源污染模型发展趋势 10
1.3 SWAT模型及其应用 10
1.3.1 模型简介 11
1.3.2 模型基础数据库 14
1.3.3 SWAT模型的应用进展 14
1.3.4 SWAT模型的改进研究 17
1.3.5 环境评价及影响因素研究 18
参考文献 22
第2章 太湖苕溪全流域非点源污染SWAT模型评估 27
2.1 研究区概况 27
2.1.1 地理概况 27
2.1.2 气候水文 28
2.1.3 土地利用现状 28
2.1.4 植被概况 29
2.1.5 社会经济概况 29
2.1.6 生态环境现状 30
2.2 苕溪流域非点源污染基础数据库构建 31
2.2.1 空间数据库 31
2.2.2 属性数据库 34
2.2.3 子流域划分 40
2.2.4 HRU分配 42
2.2.5 污染源分析 42
2.3 参数敏感性分析及模型率定和验证 48
2.3.1 模型参数敏感性分析 48
2.3.2 模型率定和验证 50
2.4 基于SWAT模型的非点源污染评价 59
2.4.1 流域非点源输出空间分布特征 59
2.4.2 流域非点源污染输出影响因子分析 61
2.4.3 施肥量对非点源污染负荷的影响 65
2.5 小结 66
参考文献 67
第3章 太湖苕溪流域水质SWAT- WASP耦合模拟 68
3.1 研究区概况 68
3.2 苕溪流域非点源污染S WAT构建与模拟研究 68
3.2.1 SWAT模型基础数据库构建 68
3.2.2 子流域划分及HRU分配 72
3.2.3 污染源分析 76
3.3 参数敏感性分析及模型率定和验证 84
3.3.1 模型参数敏感性分析 84
3.3.2 模型率定与验证 86
3.4 苕溪流域非点源污染模拟结果 87
3.5 基于WASP模型的苕溪流域水质模拟 88
3.5.1 WASP模型简介 88
3.5.2 模型参数确定 90
3.5.3 模型率定与验证 93
3.5.4 SWAT与WASP耦合模拟结果 95
3.6 水环境容量计算 97
3.6.1 水功能区划划分 97
3.6.2 水环境容量计算方法 97
3.6.3 水文设计条件 99
3.6.4 水环境容量计算结果 99
3.7 基于容量的削减方案设计 104
3.7.1 削减量的确定 104
3.7.2 削减措施 104
3.8 小结 106
参考文献 107
第4章 西苕溪流域非点源污染SWAT模型模拟 109
4.1 区域概况与污染调查 109
4.1.1 地理、自然、经济社会状况 109
4.1.2 非点源污染状况 110
4.1.3 水环境状况 119
4.2 西苕溪流域基础数据库构建 125
4.2.1 空间数据库构建 125
4.2.2 属性数据库构建 127
4.2.3 子流域划分 133
4.2.4 水文响应单元分配 133
4.3 SWAT模型的参数敏感性分析及率定和验证 135
4.3.1 SWAT模型的参数敏感性分析 135
4.3.2 SWAT模型的率定和验证 136
4.4 基于SWAT模型的非点源污染研究 140
4.4.1 西苕溪流域泥沙和非点源污染负荷分布特征 140
4.4.2 西苕溪流域非点源污染负荷分布影响因子分析 145
4.5 小结 149
参考文献 150
第5章 应用SWAT模型解析东苕溪典型小流域氮磷流失特性 152
5.1 引言 152
5.2 东苕溪典型小流域SWAT模型建立及校正 153
5.2.1 研究区域概况 153
5.2.2 基础数据库构建 156
5.2.3 SWAT模型构建与运行 162
5.2.4 SWAT模型率定及验证 170
5.3 氮磷流失强度的时空分布 175
5.3.1 空间分布 175
5.3.2 时间分布 176
5.4 两种土地利用下降雨-氮磷流失强度回归分析 178
5.4.1 数据分析 179
5.4.2 TN流失强度与降雨的关系 181
5.4.3 TP流失强度与降雨的关系 184
5.4.4 氮磷流失强度与水稻田比例关系 186
5.5 小结 188
参考文献 189
第6章 东苕溪典型小流域 SWAT径流模拟的不确定性分析 190
6.1 引言 190
6.2 基于SWAT模型的苕溪流域径流模拟 190
6.2.1 区域概况及基础数据库建立 190
6.2.2 校准、验证所需数据 191
6.2.3 SWAT模型率定及验证 191
6.3 基于GLUE的模型参数不确定性分析 193
6.3.1 GLUE方法的基本原理 193
6.3.2 GLUE方法的分析步骤 194
6.3.3 输入参数不确定性分析 195
6.4 基于SUFI-2的模型参数不确定性分析 203
6.4.1 SUFI-2方法的基本原理 203
6.4.2 SUFI-2方法的分析步骤 205
6.4.3 输入参数不确定性分析 205
6.5 GLUE与SUFI-2分析结果的比较研究 211
6.5.1 参数范围及分布 211
6.5.2 模拟效果比较 212
6.5.3 输入参数不确定性比较 212
6.5.4 模型预测不确定性比较 213
6.5.5 运算效率比较 213
6.6 小结 214
参考文献 216
第7章 东苕溪典型小流域非点源污染最佳管理措施筛选 218
7.1 引言 218
7.2 小流域目标污染物核定及特征分析 218
7.2.1 研究区域概况 218
7.2.2 非点源污染负荷统计及核定方法 221
7.2.3 小流域非点源污染源污染负荷核定 224
7.3 小流域非点源污染模型构建 229
7.3.1 空间数据构建 230
7.3.2 属性数据构建 233
7.3.3 SWAT模型的率定及验证 241
7.4 非点源污染流失风险评估及区划 246
7.4.1 评价方法的确立 246
7.4.2 数据来源及确定 247
7.5 评价结果 254
7.5.1 土壤流失风险及影响因子分析 254
7.5.2 非点源流失风险评价 257
7.5.3 土壤流失与非点源流失关系分析 258
7.6 小流域非点源污染控制最佳管理措施筛选 260
7.6.1 最佳管理措施评估模型简介 261
7.6.2 BMPs情景方案 261
7.6.3 不同管理措施情景分析 265
7.7 小结 270
参考文献 271
第8章 稻作区非点源污染SWAT模型评估 273
8.1 引言 273
8.2 稻作区SWAT模型构建 274
8.2.1 研究区域概况 274
8.2.2 基础数据库构建 276
8.2.3 SWAT模型构建与运行 282
8.2.4 SWAT模型率定与验证 284
8.2.5 流域氮磷流失强度分布 286
8.3 免耕对水稻种植区氮磷输出的影响 288
8.3.1 SWAT模型耕作方式的改变 288
8.3.2 免耕模式对流域径流与总氮、总磷输出的影响 290
8.3.3 免耕模式对流域中水稻产量的影响 294
8.4 稻田土地利用比例对氮磷输出的影响 297
8.4.1 流域总氮、总磷输出负荷 297
8.4.2 稻田比例对氮磷输出负荷的影响 297
8.5 小结 300
参考文献 302
附录 304