第一章 非点源污染研究概述 3
第一篇 非点源污染机理模型 3
1.1 非点源污染特点与类型 4
1.1.1 非点源污染特征 4
1.1.2 非点源污染分类 5
1.2 研究进展 6
1.2.1 产汇流研究 7
1.2.2 土壤侵蚀研究 9
1.2.3 非点源污染模拟研究 10
1.3 非点源污染负荷计算模型 15
1.3.1 农田非点源污染模型 15
1.3.2 城市非点源污染模型 17
1.3.3 流域非点源污染模型 18
1.4.1 存在问题 21
1.4 存在问题与趋势 21
1.4.2 研究趋势 23
第二章 SWAT模型 24
2.1 SWAT模型概述 24
2.1.1 SWAT模型开发 24
2.1.2 SWAT模型特点 25
2.1.3 空间决策支持系统——AVSWAT 26
2.1.4 SWAT模型应用及局限 27
2.2 SWAT模型原理 28
2.2.1 产汇流模型 28
2.2.2 土壤侵蚀模型 36
2.2.3 污染负荷模型 39
2.2.4 流域非点源污染模拟 42
3.1 影响因素 62
第三章 SWAT模拟关键技术 62
3.1.1 DEM分辨率 63
3.1.2 降雨空间分布不均匀性 63
3.1.3 亚流域划分 64
3.2 数据准备 64
3.2.1 研究区概况 64
3.2.2 数据库构建 66
3.3 DEM分辨率 72
3.3.1 敏感性分析 72
3.3.2 影响分析 75
3.4 降雨空间分布不均匀性 78
3.4.1 研究方法 78
3.4.2 降雨空间分布不均匀性指标 79
3.4.3 不均性影响分析 80
3.5 亚流域划分 83
3.5.1 亚流域划分方法 84
3.5.2 合理的亚流域划分 85
3.6 其他影响因素 93
3.6.1 土壤可利用水量 93
3.6.2 土壤蒸发补偿系数 93
3.6.3 作物管理因子 94
3.6.4 浅层地下水再蒸发系数 94
3.6.5 径流曲线数 95
3.6.6 平均坡度与平均坡长 95
3.6.7 参数敏感性分析 96
3.7 参数率定与验证 97
3.7.1 径流量 98
3.7.2 泥沙负荷 102
3.7.3 氮负荷 104
3.7.4 磷负荷 105
3.7.5 参数确定 105
3.8 情景分析技术 106
3.8.1 情景设计与分析 106
3.8.2 不同控制措施影响分析 118
第四章 SWAT应用案例——库区 121
4.1 官厅水库流域现状 121
4.1.1 自然概况 121
4.1.2 农业种植概况 125
4.1.3 典型小区非点源污染现状 125
4.2 官厅水库流域非点源污染数据库 126
4.2.1 空间数据库 126
4.2.2 属性数据库 129
4.3 官厅水库流域非点源污染模拟与验证 133
4.3.1 流域划分 133
4.3.2 水文响应单元 136
4.3.3 气象输入文件 139
4.3.4 水库输入数据 139
4.3.5 农业管理模拟 141
4.3.6 典型水文年计算 142
4.3.7 SWAT模型校准与验证 143
4.4 官厅水库流域非点源污染负荷计算结果 148
4.4.1 污染负荷空间分布 148
4.4.2 水系非点源污染负荷 148
4.4.3 县区非点源污染负荷 152
4.4.4 典型水文年非点源污染负荷 158
5.1.1 若尔盖县概况 160
第五章 SWAT应用案例——牧区 160
5.1 黑河流域牧区发展现状 160
5.1.2 红原县概况 161
5.2 黑河流域非点源污染数据库 162
5.2.1 属性数据库 162
5.2.2 空间数据库 164
5.3 黑河流域牧区氮磷污染负荷模拟计算 169
5.3.1 污染源调查 169
5.3.2 氮磷污染负荷评价方法 170
5.3.3 模型校正 170
5.3.4 氮磷污染负荷计算 177
5.3.5 氮磷污染现状评价 180
5.4.1 不同载畜量 181
5.4 黑河流域不同畜牧政策情景分析 181
5.4.2 坡度与降水的影响 192
5.4.3 污染负荷入河量研究 194
5.4.4 畜牧场空间变异研究 196
第六章 SWAT应用案例——小流域 200
6.1 洛河流域概况 200
6.1.1 自然地理 201
6.1.2 社会经济 203
6.2 洛河流域非点源污染数据库 204
6.2.1 土地利用 204
6.2.2 土壤数据 206
6.2.3 DEM数据 209
6.2.4 气象资料 209
6.2.6 水文特征 211
6.2.5 农业管理 211
6.2.7 亚流域 213
6.2.8 水文响应单元 214
6.3 洛河流域非点源污染负荷计算 214
6.3.1 模型参数率定与验证 214
6.3.2 模拟结果分析 223
6.3.3 不同控制措施效果分析 231
6.4 洛河流域COD非点源污染负荷计算 235
6.4.1 平均浓度法模型 236
6.4.2 数据输入与参数 237
6.4.3 模拟结果 239
7.1.1 分区分级原则 245
7.1 分区分级方法与体系 245
第七章 非点源污染分区分级体系 245
第二篇 大尺度非点源污染模型 245
7.1.2 分区分级方法与标准 246
7.1.3 分区分级编码方法 249
7.1.4 分区分级体系 250
7.2 非点源污染一级与二级分区特征 252
7.2.1 松花江区 252
7.2.2 辽河区 253
7.2.3 西北诸河区 255
7.2.4 海河区 256
7.2.5 黄河区 258
7.2.6 淮河区 260
7.2.7 东南诸河区 261
7.2.8 珠江区 263
7.2.9 长江区 264
7.2.10 西南诸河区 266
7.3 非点源污染三级分区特征 268
7.3.1 东北温带多水区 268
7.3.2 华北暖温带平水区 269
7.3.3 秦巴山地北亚热带多水区 271
7.3.4 东南亚热带、热带多水区 272
7.3.5 西南亚热带多水区 273
7.3.6 滇西亚热带、热带多水区 275
7.3.7 西北暖温带、温带少水区 276
7.3.8 西北暖温带、温带干枯区 277
7.3.9 青藏高寒少水区 277
8.1 大尺度非点源污染模型构建 279
8.1.1 匡算原理 279
第八章 大尺度非点源污染负荷匡算原理 279
8.1.2 溶解态污染负荷计算方法 281
8.1.3 吸附态污染负荷计算方法 285
8.2 非点源污染物入河系数计算模型 287
8.2.1 污染物入河过程 287
8.2.2 波面汇流过程 288
8.2.3 河网汇流过程 288
8.2.4 入河系数计算方法 289
8.2.5 入河系数计算 291
8.3 非点源污染匡算数据库 296
第九章 非点源污染调查 298
9.1 非点源污染调查方法 298
9.1.1 统计调查方法 298
9.1.2 抽样调查方法 299
9.1.3 遥感调查方法 303
9.1.4 调查步骤 308
9.2 农村居民点污染调查 309
9.2.1 调查方案 309
9.2.2 调查技术表 310
9.2.3 调查表填报 314
9.3 农业径流污染调查 315
9.3.1 调查方案 315
9.3.2 调查技术表 316
9.3.3 调查表填报说明 324
9.4 畜禽养殖污染调查 326
9.4.1 调查方案 326
9.4.2 调查技术表 327
9.4.3 调查表填报 328
9.5.2 调查技术表 329
9.5 城市径流污染调查 329
9.5.1 调查方案 329
9.5.3 调查表填报 330
9.6 土壤侵蚀调查 331
9.7 非点源污染调查空间特征 332
第十章 大尺度非点源污染模型验证 334
10.1 泥沙模拟验证 334
10.1.1 空间分布验证 334
10.1.2 实测数据 334
10.2 污染负荷模拟验证 335
10.2.1 三级区验证 335
10.2.2 调查验证 337
10.2.3 买测验证 338
10.2.4 对比验证 341
第十一章 大尺度非点源污染负荷匡算及控制对策 343
11.1 全国非点源污染负荷匡算 343
11.1.1 全国非点源污染负荷产生量与入河量 343
11.1.2 一级分区非点源污染产生量与入河量 345
11.2 全国一级分区非点源污染状况 347
11.2.1 松花江区 347
11.2.2 辽河区 355
11.2.3 海河区 364
11.2.4 黄河区 373
11.2.5 淮河区 382
11.2.6 东南诸河区 392
11.2.7 珠江区 401
11.2.8 长江区 410
11.2.9 西南诸河区 418
11.2.10 西北诸河区 425
11.3 非点源污染控制对策与建议 431
11.3.1 松花江区 431
11.3.2 辽河区 432
11.3.3 海河区 433
11.3.4 黄河区 433
11.3.5 淮河区 434
11.3.6 东南诸河区 435
11.3.7 珠江区 436
11.3.8 长江区 437
11.3.9 西南诸河区 438
11.3.10 西北诸河区 438
参考文献 440