非点源污染负荷预测研究现状及发展趋势

非点源污染概念

非点源污染 近年来，随着人们对环境问题的关注，一类十分普遍而又不为人们所熟悉的环境污染问题逐渐得到各国政府环境保护部门的高度重视，这就是非点源污染，国内有的文献或媒体中又称之为面源污染污染，通常在比较正式的、学术性较强的文献中多称“非点源污染”，它是从英文“Non-point Source Pollution”（简称NPS污染）转译过来的，故使用“非点源污染”更为确切。非点源污染有广义和狭义的两种理解，广义指各种没有固定排污口的环境污染，狭义通常限定于水环境的非点源污染。 水环境污染问题通常可分为点源污染和非点源污染，点源污染主要包括工业废水和城市生活污水污染，通常有固定的排污口集中排放，非点源污染正是相对点源污染而言，是指溶解的和固体的污染物从非特定的地点，在降水（或融雪）冲刷作用下，通过径流过程而汇入受纳水体（包括河流、湖泊、水库和海湾等）并引起水体的富营养化或其它形式的污染（Novotny和Olem，1993）。美国清洁水法修正案（1997）对非点源污染的定义为：污染物以广域的、分散的、微量的形式进入地表及地下水体。这里的微量是指污染物浓度通常较点源污染低，但NPS污染的总负荷却是非常巨大。 与点源污染相比，非点源污染起源于分散、多样的地区，地理边界和发生位置难以识别和确定，随机性强、成因复杂、潜伏周期长，因而防治十分困难。随着各国政府对点源污染控制的重视，点源污染在包括我国在内的许多国家已经得到较好的控制和治理，而非点源污染，由于涉及范围广、控制难度大，目前已成为影响水体环境质量的重要污染源。 面源污染 关于什么是面源污染，TK－2专题组副组长、南京大学环境学院陆根法教授解释道，环境污染分为点源污染与面源污染，点源污染指有固定排放点的污染源，如企业，面源污染则没有固定污染排放点，如没有排污管网的生活污水的排放。随着国家对点源污染的治理整顿，目前生活污染越来越严重，因为点源污染涉及我们的城市的内部环境，而面源污染则涉及城市的外部环境，大浦镇作为太湖治污的一个示范点，将为国家进行环保方面的探索与推广提供极为重要的借鉴意义

非点源污染负荷估算方法探讨_樊在义

收稿日期:2011-02-16 基金项目:全球环境基金(GEF)海河流域水资源与水环境综合管理项目资助(TF053183)。 作者简介:樊在义(1974-),男,硕士,工程师,主要从事环境管理方面研究。 非点源污染负荷估算方法探讨 樊在义1 ,宋兵魁2 ,杨 勇2 ,王文美2 ,陈 颖 2 (1.天津港保税区环境保护局,天津300308;2.天津市环境保护科学研究院,天津300191)摘 要:通过搜集整理国内外非点源污染负荷方法,概括归纳出综合分析、城市非点源和农村非点源三类非点源污染负荷估算方法,并研究比较各类方法的原理、应用条件、具体参数等。在此基础上,提出非点源污染负荷估算方法选择和最佳利用对策建议。 关键词:非点源污染;负荷评估;方法 中图分类号:X52 文献标识码:A 文章编号:1673-9655(2011)03-0001-061 非点源污染及其影响 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。非点源污染亦称面源污染(N on-po int Source Po ll u tion),指溶解态或者固态的污染物从非特定地点,在降水或溶雪等的冲刷作用下,通过径流过程汇入受纳水体(包括河流、湖泊、水库和海湾等),并引起水体的富营养化或者其它形式的污染。美国 清洁水法修正案 将非点源污染物定义为:污染物以广域的、分散的形式进入地表及地下水体,这种污染物是非点源污染物。 1 1 非点源污染类型 从产生地域及来源划分,非点源污染可分为城市非点源和农村非点源,城市非点源污染主要是由于城市地表累积的污染物(工厂和机动车量排放的废气、大气沉降物、城市垃圾、建筑施工场地堆积物)随着雨、雪的冲刷,随着排水管道进入城市水体,污染地表水体,破坏城市生态环境。农村非点源污染是指在农业生产、农村生活等过程中产生或导致环境变化的非点源污染,主要有农用化学品施用的不合理及施肥技术的落后产生的农田径流、分散的畜禽养殖污染和农村生活产生的非点源污染废弃物等。 1 2 非点源污染问题及影响 非点源污染可以分为随水文产流过程而形成的产污过程和随水文汇流而形成的入河过程。在汇流和渗流过程中,因人类活动而累积在地表的污染 物,在降雨径流的淋洗和冲刷作用下进入江河、湖泊水库和海洋等水体而造成水体污染。 与点源污染相比,非点源污染有分散,时空差异性,随机性强,成因复杂,潜伏周期长,监测、控制、管理难度大等特点。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,对其的控制迫切性日益增强,特别是非点源污染负荷评估是做好非点源污染控制的第一步,因此,有必要对估算方法进行研究比选。2 国内外非点源污染负荷估算方法介绍 非点源污染具有来源广泛、汛期影响水体水质强的特征,以及历史统计资料相对缺乏性等特点。直到目前,国内外对非点源污染负荷评估仍多采用估算、以点带面等方法,通过对不同非点源来源、降雨径流和河流断面水文水质监测等资料数据对非点源污染负荷研究。综合分析现有非点源污染负荷估算方法,按照非点源污染的研究对象划分,可概括归纳为综合分析类、城市和农村类非点源污染负荷三类分析方法。 2 1 综合分析类方法 综合分析方法可分为模型法及水量水质类方法两类。模型法通过采取气象、水文、地表类型、污染负荷不同模块,对一个区域或流域污染进行核算,常用的方法有SCS 法、S WAT 模型法、CRE AM S 模型、通用土壤流失方程(U SLE )等。水量水质类方法则通过非点源污染在汛期、非汛期对河流水体影响差异的特点,测量不同时期河流断面以及降雨径流的水量、水质数据,推算非点源污染对水体的影响,常见方法有径流分割法、水量水质法、降雨差值法、平均浓度法等。国内外现有的综合类非点源估算方法具体见表1。 1 环境科学导刊 http ://h j k xdk yies org cn 2011,30(3)CN53-1205/X ISSN1673-9655

非点源污染产出估算方法研究

非点源污染产出估算方法研究 李丹，郝振纯，薛联青 河海大学水资源环境学院，江苏南京（210098） 摘要：根据非点源难以在其源头处监测的特点，对非点源污染的产出估算方法进行了初步探讨，提出在已有监测资料的基础上，利用成熟的数学模拟技术反演非点源污染负荷，从而分析得到非点源在流域的分布概况，其结果既可作为非点源污染模型应用的基础资料，同时也能指导非点源污染控制。论文以实例论证了该方法的可行性。 关键词：非点源污染，产出估算，反演 1. 引言 随着城市污水处理率的提高，点源污染控制技术已经比较成熟。然而在水体污染中占比重较大的非点源污染却仍是一大难题。至今国内外尚无成熟和标准化的控制和监测技术1。非点源污染发生的随机性、排放的间歇性以及污染负荷的时空变化大等特点决定了其监测、控制和处理都相当困难而复杂2。 国外对非点源污染的研究真正起步于60年代。首先在美、英、日等一些发达国家率先开展，随后在世界各地逐渐受到重视。40多年来，西方国家在这方面的研究工作从概念、研究方法到新技术应用，管理手段逐步发展，已经相对完善。相比而言，我国对非点源污染的研究起步就晚得多。北京城市径流污染及20世纪80年代初全国湖泊、水库富营养化调查和河流水质规划的研究标志着我国开始了真正意义上的非点源污染研究。此后，我国的非点源污染研究开始变得活跃。刘枫3于1988年对流域非点源污染量化识别进行了初步研究，并成功应用于于桥水库流域；李怀恩等4-5以非点源污染物的迁移转化机理为基础，从宏观角度和较大尺度上直接研究野外实际流域的非点源污染发生过程与特点，建立了次暴雨非点源污染负荷数学模型，并在相关流域做了验证；朱萱等6（1985）通过研究农田暴雨径流污染特征及污染物输出规律提出了采用统计技术的区域径流－污染负荷模型。 到目前为止，虽然在非点源污染定量化研究方面已经做了大量工作并有了一定进展，但是真正能在实践中推广应用的成果并不多见。大部分是引进并改造国外已有的非点源污染模型7-10，然后这些模型对资料的要求太高，且需要率定大量的参数，根据我国目前的现状，非点源污染试验与监测条件都达不到国外的先进水平，几乎没有系统的长系列非点源污染监测资料，从而限制了这些模型的应用并造成研究上的困难及计算结果的不精确、不可靠。鉴于此，本文尝试利用已有的水质监测资料和成熟的水质数学模型来反演非点源污染负荷，通过分析确定非点源污染在流域的分布概况，以此作为非点源污染模型运行的基础资料。这不仅对模型的实际应用具有指导作用，同时也有利于区域面源污染的控制和管理，对少资料或无资料区域非点源污染模拟和预测具有重要意义。 2. 思路与方法 2.1思路 传统上按污染的发生类型将水环境污染源分为点源（point source）和非点源（non-point source）。点源通常具有固定的排放位置，集中排放，如工业废水、污水处理厂的出水以及生活废水等。非点源则是向环境中排放不连续且不能由一般的污水处理方法获得水质改善的

非点源污染负荷估算模型的研究及在北京的应用

非点源污染负荷估算模型的研究及在北京的应用 摘要：本文通过对大量文献资料的研究，对非点源污染负荷估算模型的发展历史进行了全面的分析，探究出了非点源污染负荷估算模型在不同时期不同区域的特点和应用范围。并对现有的各类非点源污染负荷模型进行对比，得出他们各自的优缺点和选用标准，以便应对不同的水域实际情况。虽然各类模型都各自有各自的优势，但是他们都存在着一定的问题，本文对这些存在的问题进行了阐述，并对未来非点源污染负荷模型的发展趋势进行了预测和猜想。最后根据北京当地的实际情况，提出了非点源污染负荷模型在北京应用基本思路和面临的挑战。 关键词：污染负荷;非点源污染模型;地表径流;面源污染abstract: based on the literature research, the non - point source pollution loading estimation model development history undertook comprehensive analysis, explores a non - point source pollution loading estimation model in different times and different regional characteristics and scope of application. the existing various kinds of non point source pollution load model for contrast, derive their respective advantages and disadvantages and selection criteria, in order to deal with different water conditions. although all models have their own advantages, but they all exist the certain problem, based on the existing problems are described, and

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、

非点源污染负荷估算研究

非点源污染模型的研究进展及运用——以 L-THIA 模型为例
摘 要：计算机模型是极其有效的流域非点源污染模拟和污染负荷估算的定量化工具，为非点源污染 评价、管理和控制提供了可靠依据。文章综述了非点源污染模型的发展概况以及 L-THIA 模型的运 用和不足， 并提出未来非点源污染的量化模型研究及其与量化模型有关的相应参数研究、 模型与 GIS 集成研究将成为未来研究的主流。 关键词：非点源污染模型，研究进程，L-THIA 模型 点源污染和非点源污染一直是水环境质量的两大问题。点源污染主要包括工业污水和城市生活 污水,通常在排污口集中排放,而非点源污染则不同,它没有固定的排放点。 《美国清洁水法(修正案)》 (Leeetal.， 1997)对非点源污染的定义为:污染物以广域的、 分散的、 微量的形式进入地表及地下水体。 水环境非点源污染主要是指降雨(尤其是暴雨)产生的径流,冲刷地表的污染物,通过地表漫流等水文 循环过程进入各种水体,引起含水层、湖泊、河流、水库、海湾及滨岸生态系统等的污染[1]。因此它 与流域降雨过程密切相关，受流域水文循环过程的影响和支配，非点源污染的发生具有随机性。污 染物的来源和排放点不固定，污染负荷的时间和空间变化幅度大，监测、控制和处理困难而复杂的 特点。 目前,非点源污染已经成为水环境的首要的污染源。在奥地利北部地区,非点源污染对环境的负 荷量远远大于点源污染的负荷量。在丹麦的 270 条河流中 94%氮负荷、52%的磷负荷由非点源污染 引入。荷兰农业非点源提供的总氮和总磷分别占水环境污染总量的 60%和 40% ~50%。德国某一流 域也因过量使用化肥导致河流中的磷浓度超过 2mg/L,美国的水体污染物 60%来源于非点源污染。在 中国,非点源污染也很严重。云南洱海、山东南四湖的非点源负荷占总负荷的 60% ~80%;太湖非点 源污染负荷占总负荷的 40% ~60%。同时中国的大部分湖泊都面临着水体富营养化的威胁,这些威胁 的主要来源是非点源污染[2]。
1. 非点源污染研究方法
1.1 野外实测 非点源污染研究的关键是能否获取必要的基本数据（包括背景资料和降雨径流监测数据） 。早期 的研究工作中，几乎所有的资料全部都依赖与野外实地监测。但是，由于非点源是一种间歇发生的， 随机性、突发性、不确定性很强的复杂过程，所以基础数据收集工作的劳动强度大、效率低、周期 长、费用高，而且往往由于数据资料缺乏或可靠性差等原因，影响污染负荷的估算精度。当前，野 外实地监测仍是非点源污染研究中不可缺少的一种手段，但它在多数情况下仅是一种辅助手段，主 要用于各类模型的验证和模型参数的校正。在野外实测中，多数采用综合试验法和源类型划分法。 1.2 人工模拟试验 随着对降雨机理的深入研究，人工布雨器能够模拟出各种类型的自然降雨，因而可以在人为控
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流域非点源污染负荷估算模型的研究

流域非点源污染负荷估算模型的研究

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流域非点源污染负荷估算模型的研究-工程论文 流域非点源污染负荷估算模型的研究 杜娟① DU Juan；赵湘璧① ZHAO Xiang-bi；李怀恩② LI Huai-en （①榆林学院建筑工程系，榆林719000；②西安理工大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室，西安710048） （①Department of Architectural Engineering，Yulin University，Yulin 719000，China； ②Key Lab of Northwest Water Resource and Environment Ecology of MOE，Xi′an University of Technology，Xi′an 710048，China） 摘要：非点源污染是目前影响水环境质量的主要污染源之一，本文对国内外水环境非点源污染负荷的估算方法进行了总结和分析，介绍了污染分割法、输出系数法、平均浓度法等经验统计方法和ANSWERS、BASINS、SWAT等分布式模型估算方法的特点。在此基础上，提出了如何选用合适的非点源污染负荷估算方法。 Abstract：Non-point source pollution was a major source that influenced water quality. Based on the comprehensive literature review at home and abroad， a review of recent research advancement in non-point source pollution loads estimation methods was presented. The estimation methods could group into two types of experiential statistical method and model estimation method. The principles and applications of experiential statistical methods，such as Pollution Division，export coefficient model，mean concentration method，were

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

浅谈面源污染负荷估算方法及防止对策

浅谈非点源污染负荷估算方法及防止对策 摘要：非点源污染的研究具有重要的现实意义，其为水体的保护和农业非点源污染控制等起到很好的指导作用，本文在系统调研相关文献的基础上，介绍非点源污染的特点以及目前中国的非点源污染负荷计算方法，各计算方法的特点及其在中国的研究和应用情况；并以农业非点源为例，浅述非点源污染的防治对策。 1.非点源污染的概念及特征 近年来,随着人们对环境问题的关注,人类十分普遍而又不为人们所熟悉的环境污染问题逐渐得到各 国政府环境保护部门高度重视,这就是非点源污染,又称为非点源污染(Non-point Source Pollution, NPS)。非点源污染与点源污染相对应,指溶解态或颗粒态污染物从非特定的地点,在非特定的时间,在降水(或融雪)冲刷作用下,汇入河流、湖泊、水库、海洋等自然受纳水体,引起的水体富营养化或其它形式的污染。[1-5] 美国《清洁水法修正案》(1997)对非点源污染的定义为:污染物以广域的、分散的、微量的形式进入地表及地下水体。这里的微量是指污染物浓度通常较点源污染低,但NPS污染的总负荷却是非常巨大。随着各国政府对点源污染控制的重视,点源污染在包括我国在内的许多国家己经得到较好的控制和治理,而 非点源污染目前已成为影响水体环境质量的重要污染源,其土要来源为农业生产过程土壤化肥、农药流失、农村畜禽养殖排污、农村生活污水、生活垃圾污染、城市建筑工地产生的污染、城市地面、公路交通、矿山等固体废物堆存区污染等,并具有以下显著特点: [6-11] (l)发生随机性强,因为非点源污染主要受水文循环过程(主要为降雨以及降雨形成径流的过程)的影响和支配,而降雨径流具有随机性,所以山此产生的非点源污染必然具有随机性。 (2)排放途径及排放污染物具有不确定性,影响非点源污染的因子复杂多样,从而使其排放途径及排放污染物具有不确定性。农药和肥料的施用是农业非点源污染的主要来源,但不同的施用量,在生长季节、农作物类型、使用方式、土壤性质和降雨条件不同时,所导致的排放途径及排放污染物具有很大的不确定性。 (3)污染负荷的时间变化（次降雨径流过程、年内不同季节及年际间)和空间(不同地点)变化幅度大,发生相对滞后性和模糊性以及潜在性强。 由此使得非点源污染的监测!控制与管理更加困难与复杂难而复杂。 2.非点源污染负荷计算方法的发展历程 非点源污染负荷计算方法研究始于美国20世纪六七十年代，通过在北美地区开展的一系列深入研究，研发了包括输出系数模型、机理模型等在内的一系列非点源污染负荷估算方法。[12]进入21世纪后，该领域的研究在世界各国引起广泛关注，除了欧美国家，日本、韩国和中国等亚洲国家近年来又去活跃。由于