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
introduced，and the characteristics and applications of major estimation models，such as Areal Non-point Source Watershed Environment Response Simulation（ANSWERS），Better Assessment Science Integrating Point and Non-point Sources（BASINS）and Soil and Water Assessment Tools（SWAT）were summarized and analyzed. Finally，the method of estimating the load of non-point source pollution was put forward.
关键词：非点源污染；负荷估算；模型；研究
Key words：non-point pollution；load estimation；model；research 中图分类号：X820.3；F301 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）25-0247-02
基金项目：榆林学院高层次人才启动基金项目14GK31。
作者简介：杜娟（通讯作者）（1987-），女，陕西榆林人，硕士研究生，研究方向为非点源污染与水资源保护。
0 引言
水环境污染可分为点源污染（PSP）和非点源污染（NSP），点源污染易于识别和治理，且随着PSP控制能力的提高，NSP的严重性逐渐显现出来。研究表明：即使PSP得到全面控制，水环境也得不到根本改善，水质达标率仅达42%~65%[1]。
我国属农业大国，随着人口的持续增加以及人类不合理活动的增多，更加剧了水体NSP，导致可用水资源量愈加减少。因此，加强对NSP的研究对解决人类面临的水危机具有重要意义。
1 非点源污染负荷估算模型
目前针对流域NSP的估算、模拟有多种模型和方法。总体来说有两种途径：①通过分析水文、水质数据，用径流分割法来估算流域NSP的输出量；②分析污染源与控制断面之间的响应关系建立NSP模拟模型，进而估算NSP负荷。常用的NSP模型分为两大类：集总式模型和分布式模型。
有代表性的集总式模型有：降雨量差值法[2]、相关关系法[3]、平均浓度法[4]、污染分割法[5]、水质水量法[6]、输出系数法[7]等。
降雨量差值法[2]认为：NSP的产生受降雨量和降雨径流过程的影响，其负荷与降雨量的大小密切相关。任意两场洪水（或任意两年）产生的污染负荷（包括点源和非点源）之差应为这两场（或这两年）降雨量之差引起的NSP负荷，即：LA-LB=f（RA）-f（RB）=f（RA-RB）=LnA-LnB（1）
在暴雨径流过程中，N、P等颗粒态污染物的迁移与泥沙输移有密切关系，可以建立NSP负荷-泥沙相关关系[3]。
平均浓度法[4]根据各次降雨径流过程的水量、水质同步监测资料，计算各污染物NSP的平均浓度，以各次暴雨的径流量为权重，求加权平均浓度作为地表径流的平均浓度，与地表径流之积为NSP负荷量。
污染分割法[5]以流域出口断面的径流、水质及径流在年内的分配为基础，进行流域的PSP和NSP负荷的分割，属水文学方法，机理明确，资料易得。
水质水量法[6]根据典型流域各次暴雨水质水量同步监测资料，忽略地表径流迁移过程，利用统计分析方法，建立水质水量之间的相关关系。
输出系数法的一般表达式[7]如下：避开了NSP发生和发展的复杂过程，且所需参数少，操作简便易行，又具有一定的精度，适合水文水质资料缺乏的地区
以及大尺度流域，因此得到了广泛的应用。
集总式水文模型（包括经验类模型）主要是通过回归分析的手段建立污染源和监测断面之间的关系，得出污染源合理的相关输出系数，估算整个流域的污染物输出量。
这类模型的精度较低，优点是对数据的需求也比较低，能够简便计算出流域出口或区域单元总污染负荷，表现出较强的实用性和一定的准确性，但由于难以描述污染物迁移的路径与机理，使模型应用受限，且所取经验系数受限于区域，阻碍了系数的通用性和模型的可转移性。因此，这类模型的关键在于如何合理地确定相关经验系数。
在近年NSP负荷的研究中，蔡明[8]对输出系数法进行了改进，利用长年的资料加入了降雨因子和流域损失对于经验系数的影响。
杜娟[9]利用连续多年的实测资料以及两种方法估算结果的比对中，考虑到输移损失的影响，对于已建模型进行修正系数的重新确定，使其更符合流域实际情况。
分布式模型常见的有ANSWERS[10]、BASINS[11]、SWAT[12]、GLEAMS[13]、AnnAGNPS等。主要是对流域产汇流过程、水土流失过程和污染物迁移转化过程进行机理层次上的模拟，估算污染源的强度和输出负荷量。NSP模型一般是由四个子模型系统构成的，分别是：降雨径流模型、侵蚀和泥沙输移模型、污染物转化模型、受纳水体水质模型。
分布式模型虽然有较好的耦合作用，模拟精度较高，也可在后期加入LID以及BMPs措施进行具体的流域模拟，但模型前期所需数据庞大（如长期的气象、地
形、地表资料，及实测的长期水文、水质监测数据），且建模时要求拟合程度高（需进行反复多次的率定、验证），才有模拟流域（区域）的可行性，估算成本较高，但估算结果的实际意义较大。故而在应用分布式模型模拟流域状况时，关键是采用长期的动态跟踪以获得上述的各类参数。
2 结论
综上所述，在对流域（区域）NSP负荷估算时，可同时采用集总式水文模型（包括经验类模型）和分布式模型，互相检验，既可修正经验类模型的相关系数，又有利于模型率定和验证时参数的调整。但无论选取哪一种模型对于NSP负荷进行估算，都必须有实测的水质水量资料作为依据进行检验和校正，以得到更为精确的NSP负荷。
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(完整版)污染源污染负荷计算方法
污染源污染负荷计算方法及排放系数计算 1、城市及农村人口用排水量及污染物排放计算方法 城市生活污水排放量按90 m2 3/人a,农村生活污水排放量按80 1/人d计算, 折污系数为0.85。 城镇生活污水排放量取值于200-2501/ A d之间。污水中COD浓度按 250mg/l计算，总氮浓度按50mg/l计算；总磷浓度按8mg/l计算，NH 3-N按30 mg/l 计算。 表2 农村人均生活污水及其污染物排放量 2灌溉用水量标准 水田按每亩灌溉平均用水量400m3/亩计算，旱地按每亩200 m 3/亩计算。 3农业面源污染物计算标准及排放系数确定 标准农田源强系数为COD10kg/亩?年，氨氮2kg/亩a。（标准农田为平原、种植作物为小麦、土壤类型为壤土、化肥施用量为25 ~35 kg /亩a,降水量在 400 ~ 800mm 范围内。） 根据贵阳市情况采用修正系数如下：坡度修正：土地坡度在25 °以下，流失系数取1.2 ; 25 °以上，流失系数为
农作物类型修正：不作修正。 土壤类型修正：将农田土壤按质地进行分类，分为砂土、壤土和粘土。各类修正系数取值如下：壤土为 1.0 ；砂土为 1.0 ；粘土为0.8。 （1 ）化肥施用量修正 化肥亩施用量在25kg 以下，修正系数取1.0 ；在其余修正系数取1.2 （2 ）降水量修正 本地区年降雨量在800ml 以上，取流失系数为 1.2 。 4、城市地表径流计算方法城镇地表径流的调查采用资料收集的方法，收集项目包括各土地利用类型的面积（km 2）、人口密度（人/km 2）、平均降水量（cm/a ）等。 城镇地表径流污染负荷计算可采用单位负荷法。对城市土地利用类型，单位面积上的年污染负荷量按下式计算： L i a i F i r i P （4-1）式中：L i—污染物年流失量（Kg/Km 2/a ） a i—污染物浓度参数（kg /cm/km 2） F i—人口密度参数选择：人口密度参数F i
管窥农业中非点源污染的研究和趋势
管窥农业中非点源污染的研究和趋势 1农业非点源污染的主要特征 按照污染物进入水体的方式，水环境污染可分为点源污染（PointSourcePollution，PSP）和非点源污染（Non-pointSourcePollution，NSP）。凡是通过污水管网直接进入外界水体 的污染形式属于点源污染，除此之外的一切污染形式均属于非点源污染。在各种非点源污染形式中农业非点源污染表现最为普遍,并成为当 今世界水质恶化的第一大威胁。结合现阶段我国农业生产现状，农业 非点源污染具有以下特征： （1）灌溉（降水）是农业非点源污染形成的充分条件农业非点源污 染形成的物质基础是土壤中积存的养分或施入田间的肥料，其形成和 迁移的动力与载体则是农田水分运动。 （2）明显的单元特征受灌溉渠道和排水沟渠的影响，现阶段我国农 业生产具有明显的小单元特征。各单元内由于作物种植结构不同，耕 作方式、化肥、农药施用量等有所差异，导致农业非点源污染的产污 强度、过程不同。 （3）典型的周期性变化特征我国主要粮食作物如水稻、小麦、玉米等，从耕种到收割都存在着明显的区域周期性变化特征，降水、灌溉、施肥等都随农作物生长周期而变化，形成的农业非点源污染也呈现周 期性的变化特征。 （4）农业非点源污染物移路径复杂农业非点源污染物从田间产出后，在经农级、支级、干级等各级排水沟逐级输送、汇合过程中往往还会 汇入其它污染物，如：农村垃圾滤液、养殖污染废水、乡镇（村）办 企业工业生活废水等等。农业非点源污染物迁移不仅路径长，而且影 响因素复杂。 2农业非点源污染负荷模型
2.1国外研究 国外从20世纪70年代开始系统地研究农业非点源污染问题，由于农 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，模型化研究一直是非点源污染研究的核心领域。综合40余年 的相关研究，农业非点源污染模型大致经历了3个阶段：经验型模型、确定型模型和随机模型。 （1）经验型模型。 20世纪60年代至70年代初，人们已经认识到了非点源污染的危害性，但限于对其形成机理和过程的认识不足，以及监测资料的匮乏，更多 的是采用经验模型进行研究。经验模型通过建立污染负荷与流域土地 利用或径流量之间的经验关系来识别土地利用或流域非点源污染负荷。代表模型有美国农业部农业手册第282号颁布的通用土壤流失方程模 型（USLE）6，美国农业部开发的径流曲线方程（SCS）和早期的输出 系数法（或称单位面积负荷法）等。经验型模型不考虑溶质运移的机 制和动力学特征，对数据要求较低，有较强的实用性和准确性；而这 类模型的功能较为单一，不能对非点源污染的过程进行动态模拟和估算，使得它的进一步应用受到了较大限制。 （2）确定型模型。 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，特别是计算机模拟技术的广泛 应用，确定型模型逐渐成为非点源污染模型开发的主要方向。早期的 代表性模型有美国农业部提出的GREAMS和GLEAMS模型，普度大学Beasley和Huggins提出的ANSWERS （ArealNonpointSourceWatershedEnvironmentResponseSimulation） 模型，以及美国农业研究署和明尼苏达州联合开发的AGNPS （AgriculturalNon-pointSourcePollution）模型。这些模型能够对 流域不同节点及出口处的流量和水质进行较为准确的模拟和预测；但 是模型对空间变异性考虑不足，还不适用于大型流域及复杂的地貌状
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.wendangku.net/doc/e411922352.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
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
污染源污染负荷计算办法
精心整理污染源污染负荷计算方法及排放系数计算 1、城市及农村人口用排水量及污染物排放计算方法 城市生活污水排放量按90 m3/人·a，农村生活污水排放量按80 l/人·d计算，折污系数为0.85。 800mm范围内。） 根据贵阳市情况采用修正系数如下： 坡度修正：土地坡度在25°以下，流失系数取1.2；25°以上，流失系数为1.2。 农作物类型修正：不作修正。
土壤类型修正： 将农田土壤按质地进行分类，分为砂土、壤土和粘土。各类修正系数取值如下：壤土为1.0；砂土为1.0；粘土为0.8。 （1） 化肥施用量修正 化肥亩施用量在25kg 以下，修正系数取1.0；在其余修正系数取1.2。 （2 4积（km (4-1) 式中：L a F i 值见表6-3。 r i —扫街频率参数，计算式： )1,20/min(s i N r = （4-2）
式中：N s—扫街的时间间隔（以小时计）。 扫街频率参数r i的选择：由于扫街频率一般均为一天或一天以上，因此取r i=1。 P—年降水量（cm/a） 下标i表示第i种土地类型。 城镇的总污染负荷量为：L=ΣL i A i(4-3) 式中：A i-第i种土地利用类型的面积(km2) 5 年污染物排放量（t/a）=个体日产粪量（kg/d·头）×饲养期（d）×饲养数（头、只）×畜禽粪中污染物平均含量（kg/T）×10-6＋个体日产尿量（kg/d·头）×饲养期（d）×饲养数（头、只）×畜禽尿中污染物平均含量（kg/T）×10-6具体系数见附表1-5，1-6。
对畜禽废渣以回收等方式进行处理的污染源，按产生量的12％计算污染物流失量。 1、计算方法 考虑监测资料数据有限，仅在五月对水源地各支流作一次性监测，数据用于计算K值没有说服力，不能反应水库内污染物降解能力水平，为安全起见，我们认为，水库最枯水位，达到功能区水质标准时的容量即为水库的容量。最枯径流量下达环境功能水质指标时的排污量为允许排污量。
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.wendangku.net/doc/e411922352.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
农业非点源污染及其防治技术
农业非点源污染及其防治技术 1.引言 20 世纪70 年代以来，发达国家的污染控制经验表明，随着对工业废水和城市生活污水等点源污染的有效控制，非点源污染尤其是农业生产和生活活动引起的农业非点源污染，已经成为水环境污染的最重要的来源。目前，农业非点源污染问题在全球仍十分严峻。美国的非点源污染占污染总量的2/3，其中农业非点源污染的贡献率为75%左右。而N、P营养元素是农业非点源污染主要的污染物质。在丹麦270 条河流中94%的氯负荷、52%的磷负荷来自于非点源污染；荷兰来自于农业非点源污染的总氮、总磷分别占水环境污染总量的60%、40%。农业非点源污染影响了全球陆地面积的30%～50%。据统计，到2020年，经济合作与发展组织（OECD）国家农业总用水将增长15%，从农业入河的氮和生化需氧量（BOD）将至少增加25%。中国农业非点源污染的局面也非常严峻。据中国农业信息网公布数据核算，中国2005 年使用化肥4766 万t（折纯），按当年农作物播种面积计算，农作物的平均化肥施用量为306.5 kg/hm2，是世界化肥平均用量的3 倍之多。但中国化肥的利用率很低，其中氮肥的利用率为30%～35%，磷肥为10%～20%，钾肥35%～50%。到2005年，东部湖泊的污染负荷输入量中，农业非点源污染负荷入湖量已超过50%；大理洱海流域非点源氮、磷污染负荷分别占流域污染负荷的97.1%和92.5%；滇池外海流域的污染负荷中，来自农业非点源污染的总氮、总磷和化学需氧量分别占污染总负荷的60%～70%、50%～60%和30%～40%。农田过量使用化肥是造成非点源污染的主要原因。世界银行的报道指出，中国地下水有将近50%被农业非点源污染。此外，中国受农业非点源污染影响的耕地面积已近2000 万hm2。至2005 年，农业非点源污染已占中国全部污染的1/3，并有继续恶化的趋势。因此，加强对农业非点源污染防治技术的研究已迫在眉睫。世界各国已经逐渐意识到农业非点源污染的严重性和形式的紧迫性，纷纷开展农业非点源污染防治的研究，并在防治技术和管理政策方面取得了一定的成效。 2.农业非点源污染产生的原因 农业非点源污染的概念是与点源污染相对的，是指溶解性的或非溶解性的污染物从非特定的地域，在降水和径流作用的冲刷下，通过径流过程汇入受纳水体而引起的污染。 导致农业非点源污染的直接原因可以归纳为以下几类：①农业化肥、农药的过量、不合理施用，科学利用率低，导致土壤板结、营养元素淋溶和径流损失增大。②流域环境地表侵蚀引起的水土流失和径流污染。其中，土壤侵蚀是规模最大、危害程度最严重的一种农业非点源污染。③畜禽粪便、剩余饵料等导致的养殖污染。④农村生活污水未处理和非达标排放向非点源转化（如洗涤剂的大量使用）。⑤农膜等农业生产残留物和农村生活垃圾（垃圾堆放、雨水冲淋、秸秆焚烧）处理不当。⑥过度灌溉。⑦流域土地利用结构和土地利用类型（如农业用地、城镇用地、河湖水体、森利用地、道路用地、以及滩涂荒地等）不合理。农业非点源污染主要由降雨径流、土壤侵蚀、地表溶质溶出和土壤溶质渗漏
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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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
一种控制面源污染的雨水口-定稿
权利要求书 1．一种具有控制面源污染功能的雨水口，其特征在于，该雨水口包括井身（1）、井底（2）、雨水篦（3）、雨水斗（4）和支架（5），所述井身（1）底部用井底（2）封闭，井身（1）上口装有所述雨水篦（3），所述雨水斗（4）设置在井身（1）内，通过支架（5）与井身（1）固定连接；带有固体颗粒污染物和/或悬浮性污染物的污水进入雨水口，通过雨水篦（3）后进入雨水斗（4），没有被雨水篦（3）拦截的污染物在雨水斗（4）中被拦截过滤，过滤后的雨水通过雨水斗的孔或槽流到井底（2）后汇入雨水管道流走。 2、根据权利要求1所述的雨水口，其特征在于，所述雨水斗（4）为矩形盒，其四壁及底面开有均匀分布的孔或槽，该雨水斗（4）位于雨水篦（3）正下方，通过支架（5）置于雨水管道的管顶上部。 3、如权利要求2所述的雨水口，其特征在于，所述雨水斗四壁所开有的孔或槽，孔径或槽缝由下而上逐渐增大。 4、如权利要求1或2或3所述的雨水口，其特征在于，所述雨水斗（4）底面中轴线两端开有定位孔，固定于井身相对两侧壁的支架（5）上具有定位销，该定位销与所述定位孔配合，将雨水斗定位。 5、如权利要求1或2或3所述的雨水口，其特征在于，所述雨水斗（4）采用金属或塑料材料制作。
说明书 一种具有控制面源污染功能的雨水口 技术领域 本实用新型涉及马路下水管道装置领域，具体涉及一种具有控制面源污染功能的雨水口。 背景技术 雨水口是城市马路下水管道系统收集的输入端，目前国内所用的雨水口由井身、井底和雨水篦组成，矩形井身位于地表以下，与下水管道连通，井身底部用井底封闭，井身上口装有雨水篦，但雨水篦不能拦截污染物，大量固体颗粒污染物和悬浮性污染物随雨水口进入江河湖泊，造成水体的污染；在雨水排入湖泊等静止性水体中时，造成水体内底泥的淤积，水位变浅，需要经常进行清淤而花费大量的人力物力；且雨水口内由于固体颗粒污染物和悬浮性污染物的浓度大而造成堵塞，输水能力下降，雨水口内积水积泥，厌氧消化产生臭气，滋生蚊蝇，污染环境卫生。 发明內容 本实用新型提供一种雨水口，解决现有雨水口不能拦截污染物、易堵塞的问题。 实现本实用新型目的所采用的具体技术方案为： 一种具有控制面源污染功能的雨水口，其特征在于，包括井身、井底、雨水篦、雨水斗和支架，所述井身底部用井底封闭，井身上口装有所述雨水篦，所述雨水斗设置在井身内，通过支架与井身固定连接，带有固体颗粒污染物和/或悬浮性污染物的污水进入雨水口，通过雨水篦后进入雨水斗，没有被雨水篦拦截的污染物在雨水斗中被拦截过滤，过滤后的雨水通过雨水斗的孔或槽流到井底后汇入雨水管道流走。
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
发展有机农业与控制农业面源污染关系【论文】
发展有机农业与控制农业面源污染关系 近年来，随着我国经济的迅猛发展，国家对于环境污染控制体系的管理措施及控制力度不断加强。目前，城市污染和工业污染控制已得到较好的成效，但农业面源污染所占比重日益突出，且对环境污染有逐渐加重的趋势，因此解决农业污染问题引起了各界关注。本文就当前的农业面源污染问题言明成因并提出解决方案[1]。 1发展有机农业的必要性 1.1有机农业的简要概述分析 有机农业是发展纯天然的农业，遵循农业生产标准，不采用任何转基因合成的生物及产物，不使用农药、化肥和生长素等有害物质；遵循自然发展的规律，协调种植业和养殖业的平衡，采用一系列可持续发展的农业技术以维持持续稳定的农业生产体系的一种农业生产方式。这种生产方式与当前农业种植方式相比较优势突出，如可提供无公害、无污染的环保食物、利于人们的身体健康、减少疾病的发生、减少环境污染、协调并恢复自然生态平衡、增加市场竞争力，提高对外贸易的收益；同时，可提高农民的收入。近年来，通
过国际有机农业运动的推动和国家环保总局的大力支持，及相关农业和外贸部门的积极参加，我国的有机农业正在逐渐发展起来，并被广泛推广和应用。大力发展有机农业是解决农业面源污染问题的关键，只有解决了农业问题中农药、化肥等污染物质根源，才能真正解决农业面源污染问题[2]。 1.2发展有机农业的可行性分析 氮、磷含量不仅是衡量土壤肥沃程度的重要指标，还是限制农作物生长的因子。现代的农业种植方式下造成了严重的土壤养分流失，主要以氮磷为主，其随雨水排入河流造成水体的富营养化。而有机农业生产体系则是在此基础上对土壤养分进行补充，通过施用有机肥等培肥土壤，提高生态系统整体的循环利用能力，实现土壤的持续肥力和永久利用。现今所使用的有机肥多为禽畜的粪便，其含有大量的微生物，使用后可繁殖大量的微生物，便于土壤分解与吸收；同时，可稳固无机磷，将无机磷转换成有机磷，降低土壤中的磷流失，降低环境危害风险。 1.3有机农业发展的方向 发展有机农业要坚持以减少污染物为根本，生态修复为
非点源污染模型ANSWERS_2000的水文子模型研究
第15卷第1期水土保持研究Vo l.15 No.1 2008年2月Research of So il and Water Co nserv atio n Feb.,2008非点源污染模型A NSWERS 2000的水文子模型研究* 潘 沛1,2,刘 凌1,2,梁 威1,2 (1.河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,南京 210098; 2.河海大学水资源环境学院,南京 210098) 摘 要:非点源污染的前期过程,是在流域面上污染物质或是营养元素随着降雨径流的产生而产生。利用实验室大型土槽试验,研究AN SWERS 2000模型的水文子模型对于人工降雨事件的模拟精度,探索AN SW ERS 2000在理想坡面上的适用情况,并且尽可能准确地给出其水文模型的部分参数的取值。经过计算发现该水文子模型模拟理想坡面的误差较小,但是存在系统偏大的情况;整个计算单元的M anning糙率取0.03~0.07。存在的问题有参数土表面结皮层厚度只能定性无法准确的定量描述;降雨装置测流装置对于径流模拟产生的影响较大。 关键词:大型土槽;非点源污染;A N SWERS 2000;G reen Am pt入渗方程;结皮层 中图分类号:P343;X171 文献标识码:A 文章编号:1005 3409(2008)01 0103 04 Usage Study of Non point Source Pollution Model ANSWERS 2000 s Hydrology Sub model PAN Pei1,2,LIU Ling1,2,LIAN G Wei1,2 (1.S tate K ey Labor ator y of H y dr ology water Resour ces and H y d raulic Engineer ing,H ohai Univ er s ity,N an j ing 210098,China;2.H y dr ology and W ater Resour ces Colleg e,H ohai Univer sity,N anj ing 210098,China) Abstract:Befo re the non po int po llut ion o ccur s,ther e ar e some pollutant and nutrit ion leached and,tog ether w ith t he r unoff, rushed to dow nstr eam.In an indoo r precipitat ion experiment,A NSW ER S 2000mo del(hydro log y sub mo del)w ere used to find out if it can model the r ainfa ll runo ff pr ocess accurately and if it s suitable fo r Chinese w atershed,and g iving out some suitable value of par ameter in sub model.It s fo und out that giv en hydro lo gy sub model can mo del runo ff pr ocess w ith let ter err or s,the value is systematicly big ger and the value of M anning roug hness coefficient is lo cated in0.03~0.07.T here are also some prob lems t hat cr ust thickness has no suitable v alue and the rainfall and runoff equipment has created so me er ro r in runo ff mo deling. Key words:big earth g ro ove;no n po int po llut ion;A N SWERS 2000;G reen Am pt infiltr ation equatio n;crust thickness 水环境污染问题通常可分为点源污染和非点源污染。由于排放比较集中,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,与此同时,非点源污染(或称面源污染)的严重性也逐渐显现出来。与点源污染相比,非点源污染的时空范围更广,不确定性更大,成分、过程更复杂,因而加深了相应的研究、治理和管理政策制定的难度。尤其是在非点源污染模拟和预测模型研究上也存在许多问题,要研究非点源污染的过程,首先要对坡面产流模拟准确。该文研究的目的就是探索国外较成熟的非点源污染模型(A N SW ER S 2000)来考察其在理想坡面对产流描述的适用性。 1 AN SWERS 2000的水文子模型 A NSW ER S(A real N on point So ur ce W atershed Envi r onment Respo nse Simulation)模型是由Beasley和Hug g ins[1 5]在基于20世纪70年代的原有A N SWERS模型基础上建立的。其基于下面的假设: 在流域中的任何一点,其产流率与给出的水文参数如雨强、下渗、地形和土壤类型等都存在一定关系。而且这些产流率被用来使模型相应各部分串联起来作为模拟流域中运移现象的基础,如泥沙侵蚀和化学物质运移等[1]。A NSW ERS模型的最新版本是AN SWERS 2000,它是于20世纪90年代中期开发的连续性模拟模型[6]。 A N SWERS 2000中的水文过程可由下面过程描述[7]:在降雨产生后,部分降雨被植物的冠层截留,直到满足潜在的截留能力,植物截留过程才结束。在降雨过程中,下渗率持续减少,直到它等于雨强时雨水才在土壤表层以毛细管水的形式聚集。水量一旦超过毛细管蓄水能力,坡面开始填洼,直到满足土层持水能力和表面填洼之后,产生坡面流。当降雨结束,表层土壤开始退水,直到坡面流全部结束。不管怎样,下渗过程直到所有的毛管水全部渗完为止。 现有模型中的径流和入渗模块以Gr een A mpt入渗方程代替了原模型中的H oltan方程进行计算。由于H oltan 方程所需输入的参数并没有什么物理意义,所以很难估计。特别是控制深度[7]这个参数,H oltan认为它是土壤剖面上层,用于控制下渗的一个关键参数。而且Hug gins和M onke 发现控制深度会随着土壤植被状况和上层的下渗能力而改变。另外,下渗和径流量对这个参数很敏感(Dillaha and *收稿日期:2006 10 23 基金项目:国家自然科学基金重点项目(50239030) 作者简介:潘沛(1981-),男,上海人,硕士研究生,主要从事非点源污染及坡面产污研究。