非点源污染负荷预测研究现状及发展趋势

SWAT模型及其在水环境非点源污染研究中的应用
SWAT模型（Soil and Water Assessment Tool）是一种广泛应用于水环境非点源污染研究的数学模型。

它是由美国农业部农业研究局（USDA-ARS）开发的，旨在评估土壤侵蚀
和水质影响。

该模型能够模拟流域水循环、水质和土壤侵蚀等多种过程，并为决策者提供
合理的水资源管理策略。

1. 水质模拟：SWAT模型可以通过模拟流域内的水文过程、光合作用和养分循环等过程，预测流域的水质状况。

利用该模型，研究人员可以对流域内不同污染源（如农田、城
市等）的水质负荷进行定量评估，为水资源管理提供科学依据。

2. 土壤侵蚀模拟：SWAT模型还可以模拟流域内的土壤侵蚀过程，预测土壤侵蚀的程
度和分布。

该模型考虑了地形、土壤类型、降水等因素对土壤侵蚀的影响，可以帮助研究
人员评估不同土地利用方式对土壤侵蚀的影响，并制定相应的土地管理策略。

3. 水资源管理：SWAT模型可以帮助决策者评估不同水资源管理策略对流域水资源的
影响。

模拟不同农业灌溉管理措施对地下水蓄水量和表层径流的影响，为农业水资源管理
提供科学建议。

4. 气候变化研究：SWAT模型还可以用于研究气候变化对流域水文循环和水质的影响。

通过模拟不同气候情景下的水文过程和水质负荷，可以评估气候变化对流域水资源管理的
挑战，为制定气候变化适应策略提供支持。

SWAT模型是一种在水环境非点源污染研究中广泛应用的数学模型。

它能够模拟流域内的水质、土壤侵蚀等过程，为水资源管理提供科学依据，对于流域水环境管理和决策具有
重要意义。

5科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI O N 2008N O .11SC I ENC E &TEC HN OLO GY I NFO RM ATI O N 资源与环境与点源污染相比，非点源污染的发生受到大气、土壤、地形、植被、水文等环境因素和人类生产、生活等行为的多重影响，具有在不确定时间内通过不确定途径排放不确定数量污染物的特性，这一特性决定了非点源污染负荷定量化估算的较大难度，以及非点源污染控制管理任务的长期性和艰巨性。

1TM D L 概况美国环保局（EP A ）于1972年提出了TM DL （t ot a l m axi m um da i l y l oa d ，最大日负荷总量）计划。

这比排放许可证制度更科学合理，因为它把水资源保护由过去单纯的污染源控制逐渐转变为根据生态健康和生态功能来决定控制污染。

美国已实施的一些案例表明T M D L 计划能够改善水体质量，尤其在点源和非点源污染综合控制方面成效显著。

这一水污染控制模式已在全球多个国家和地区推广实施，也将成为今后国内借鉴运用的主要方法。

所谓T MD L ，即水体在满足当前适用的水质标准前提下所能接受的某种污染物的最大日负荷量。

T M D L 计划的目标之一就是将可分配的污染负荷分配到各个污染源，包括点源和非点源，同时要考虑安全临界值和季节性的变化，进而采取适当的污染控制措施。

一般地，T M DL =∑W L As +∑LAs +M OS 式中：WL A ：包括现存和未来点源的污染负荷；L A ：包括非点源污染负荷以及自然本底部分；M O S ：安全因数，亦称安全临界值，指关于污染物质负荷与受纳水体水质之间关系的不确定数量，有确定和不确定关系两种说法，可通过假设分析提供一个不确定的数量比例关系，或把它当作负荷容量的储备部分而明确地给出，如负荷容量的5%或10%，等等。

2国外T M D L 中常用的非点源污染负荷方法T MDL 方法中最关键的便是对非点源污染负荷的定量化估算。

《基于SWAT模型的汾河上游流域非点源污染特征研究》篇一一、引言非点源污染是指由于雨水冲刷和地表径流引起的污染，与点源污染（如工厂排放）相比，其来源广泛且难以控制。

汾河作为我国重要的河流之一，其上游流域的非点源污染问题日益突出，对河流生态安全和下游用水安全造成了严重影响。

本文利用SWAT（土壤和水评估工具）模型，对汾河上游流域的非点源污染特征进行了深入研究。

二、研究区域与数据准备本研究选取了汾河上游流域作为研究对象，该区域地理位置重要，非点源污染问题严重。

我们收集了该流域的数字高程模型（DEM）、土壤类型、土地利用类型等基础地理数据，以及气象数据、水质监测数据等。

此外，我们还利用SWAT模型的数据库，建立了适合该流域的模型参数。

三、SWAT模型应用及非点源污染特征分析SWAT模型是一种具有物理基础的分布式水文模型，能够模拟流域尺度的水循环过程和污染物的迁移转化。

我们将收集到的数据输入SWAT模型，模拟了汾河上游流域的径流、泥沙和污染物负荷等过程。

通过模型模拟结果，我们分析了非点源污染的特征。

首先，非点源污染主要来源于农业活动，尤其是化肥和农药的使用。

其次，非点源污染在雨季尤为严重，与降雨强度和径流量的变化密切相关。

此外，非点源污染的空间分布也呈现出明显的规律性，与土地利用类型和土壤类型密切相关。

四、污染来源及影响因素分析通过进一步分析，我们发现非点源污染的主要来源包括农业活动、城镇生活、工业生产等。

其中，农业活动是主要的污染来源，化肥和农药的过量使用是导致非点源污染的主要原因。

此外，城镇生活和工业生产也会对非点源污染产生一定影响。

影响因素方面，降雨是导致非点源污染的关键因素之一。

降雨强度和降雨量的变化会直接影响径流量和泥沙量，从而影响非点源污染的程度。

此外，土地利用类型、土壤类型、植被覆盖度等也会对非点源污染产生影响。

五、对策与建议针对汾河上游流域的非点源污染问题，我们提出以下对策与建议：1. 加强农业管理，推广科学施肥技术，减少化肥和农药的使用量。

河北省秦皇岛市农业非点源污染现状调查与评价闫维凤;严勇;吕本祥;刘雅婷;李向荣【摘要】通过资料搜集为主,现场监测补缺、核实为辅的方法,对秦皇岛市农业面源污染进行了调查.选取2011年秦皇岛市下辖的各区县六大污染源排放的COD、氨氮、总氮、总磷为评价指标,用等标污染负荷法分区域、分来源进行了污染负荷评价.结果表明:秦皇岛市等标污染负荷总计59 768.35×106 m3/a;畜禽养殖业源等标污染负荷最高,为35 265.55×106 m3/a,其次是种植业源,等标污染负荷为21 900.34×106 m3/a,再次是水产养殖,等标污染负荷是2 393.63 × 106 m3/a;污染负荷率中总氮污染负荷率最高,占45.21％,其次是总磷,占40.19％.【期刊名称】《人民珠江》【年(卷),期】2016(037)003【总页数】4页(P81-84)【关键词】农业非点源污染;等标污染负荷;评价;秦皇岛市【作者】闫维凤;严勇;吕本祥;刘雅婷;李向荣【作者单位】华北水利水电大学环境与市政工程学院,河南郑州 450045;河南省水利勘测设计研究有限公司,河南郑州450016;华北水利水电大学环境与市政工程学院,河南郑州 450045;华北水利水电大学环境与市政工程学院,河南郑州 450045;华北水利水电大学环境与市政工程学院,河南郑州 450045【正文语种】中文【中图分类】TE991.2目前，农业非点源污染成为非点源污染来源的最主要组成部分[1]，农业非点源污染主要是指在农业生产活动中，农田中的土粒、氮、磷、农药及其他有机或者无机污染物质，在降水或灌溉过程中，通过农田地表径流、农田排水和地下渗漏，使大量污染物进入水体，从而造成的污染[2]。

在我国，农业非点源情况不容乐观[3]。

秦皇岛市是全国14个进一步对外开放的沿海港口城市之一，为确保北戴河及相邻地区近岸海域环境质量稳定向好，其关键措施之一在于综合评价污染源对水环境的影响。

第16卷第5期2009年10月水土保持研究Research of Soil and Water ConservationVol.16,No.5Oct.,2009　SW AT模型及其在水环境非点源污染中的应用研究进展3杨菁荟1,张万昌2(1.南京大学国际地球系统科学研究所,南京210093;2.南京大学水科学研究中心,南京210093)摘　要:非点源污染是水环境污染的主要来源之一,其过程机理复杂,应用水环境污染模型模拟是研究非点源污染的重要手段。

SWA T模型是国际上著名的分布式流域水环境模型之一,结合了遥感(RS)、地理信息系统(GIS)技术,能够准确、长时间段连续地模拟复杂流域的各种水环境过程以及气候变化、土地利用类型、管理措施对流域水平衡和非点源污染的影响,为监测、评价、研究流域水环境非点源污染状况提供了强大的支持平台。

在大量调研国内外相关文献的基础上,围绕模型的主要标志性改进及应用成果介绍了SWA T模型的发展历程和现状,论述了模型应用于水环境非点源污染研究的几个主要方面和国内外研究新进展,分析了目前国内应用SWA T模型进行水环境非点源污染研究存在的问题,并对SWA T非点源污染子模型的发展趋势做了展望,以推广这一先进模型在国内的应用范围,提高非点源污染模拟、监测、评价工作的效率及结果的可靠性。

关键词:SWA T;非点源污染;分布式模型;水环境中图分类号:X522 文献标识码:A 文章编号:100523409(2009)0520260207R esearch Progress on SWAT Model and Its Application on W aterE nvironmental Nonpoint Source PollutionYAN G Jing2hui1,ZHAN G Wan2chang2(1.I nternational I nstitute f or Earth S ystem Science,N anj ing Universit y,N anj ing210093,China;2.Center f orH y d rosciences Research,N anj ing Universit y,N anj ing210093,China)Abstract:As one major causes of water environmental contamination,Non2point Source Pollution(N PS) owning to it s co mplex dynamic mechanism has drawn much attention f rom researchers to adopt water envi2 ronmental pollution models as major means for simulation st udies.Soil and Water Assessment Tool (SWA T),developed by U.S.Depart ment of Agricult ure(U SDA),has gained international acceptance as an advanced,interdisciplinary,distributed water environmental model and a st rong platform for simula2 tion,investigation and assessment of watershed N PS.Being integrated wit h techniques of Geograp hic In2 formation Systems(GIS)and Remote Sensing(RS),SWA T is distinguished for it s capabilities of compre2 hensively,continuously,reasonably simulating various long2term water environmental p rocesses in com2 plex meso2or macro2scale watersheds,as well as p redicting t he impact s of climate change,managementp ractices,Land use and cover change(L UCC)on catchment s’water balance and N PS.On t he basis of ex2 tensive investigation of SWA T related literat ures p ublished at home and abroad,wit h great effort s concen2 t rated on tracking t he periodical remarkable imp rovement s of SWA T,t his paper systematically summarizedt he progress of model developing stat us and it s current advancement s.Discussions on successful applications of the model in various watersheds on NPS studies and state2of2the2art research progress were given together with the analysis of main problems and difficulties existed in application practices of SW AT on research of NPS in Chi2 na.Additionally,future development and possible improvements for the NPS sub2model of SW AT were prospec2 ted.The paper was aimed at intensifying appropriate applications of SW AT on NPS studies in China to improve re23收稿日期:2009205208　基金项目:国家水体污染控制与治理科技重大专项(2008ZX07010-010);中科院“百人计划”择优支持项目(8-057493);国家重点基础研究发展规划973项目(2006CB400502,2001CB309404)　作者简介:杨菁荟(1985-),女,甘肃省兰州市人,硕士研究生,主要从事遥感与地理信息系统在水文学中的应用研究。

非点源污染控制与治理技术随着工业化进程的加速和城市化程度的不断提高，非点源污染问题日益引起人们的关注。

非点源污染是指多个散布点组成的污染源，如农田、城市排水、道路和建筑施工等。

在不加以控制和治理的情况下，非点源污染会对环境和人类健康产生严重影响。

因此，非点源污染的控制与治理技术显得尤为重要。

一、非点源污染的类型和特点1. 农田污染农田是非点源污染的主要来源之一。

农作物种植和农药施用会导致农田水体受到污染，特别是农业面源污染。

这种污染的特点是点源不明确、排放不稳定、污染物浓度和日变化范围大。

2. 城市污水城市排水系统中的雨水和废水也是非点源污染的来源之一。

在雨季，雨水冲刷道路和建筑物表面的污染物，进入水体中。

而市区排水系统中的废水也常常含有大量的污染物，如有机物、重金属和营养物等。

3. 建筑施工建筑施工过程中，常常会产生大量的粉尘和废弃物，如果没有采取相应的控制措施，这些废弃物有可能被雨水冲刷入水体中，引起水体污染。

二、非点源污染控制与治理技术针对非点源污染，研究人员提出了一系列控制与治理技术，以减少污染物输入和改善水质。

1. 农田污染控制（1）合理施肥：科学合理地施用化肥和有机肥料，减少农田对水体的污染（2）水土保持措施：采取水土保持措施，如梯田、水田坡耕等，减少土壤侵蚀和暴雨冲刷2. 城市污水处理（1）污水回用：对城市污水进行处理后，实现回用，减少排放（2）雨水收集：在城市中设置雨水收集系统，将雨水合理利用3. 建筑施工污染控制（1）封闭施工：采用封闭施工方式，减少建筑施工时的粉尘扬散（2）建立施工废弃物管理制度：建立施工废弃物管理制度，鼓励废弃物的分类和回收利用三、非点源污染控制与治理的挑战非点源污染的控制与治理面临一些挑战，包括技术难题和管理问题。

1. 技术难题（1）非点源污染来源广泛，涉及的工程领域多，技术研究需要跨学科合作。

（2）非点源污染控制与治理技术的成本较高，需要投入大量的经费和人力资源。

第２５卷第２期　２００６年５月　台　湾　海　峡　

ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＯＣＥＡＮＯＧＲＡＰＨＹ　ＩＮ　ＴＡ１ＷＡＮ　ＳＴＲＡＩＴ　Ｖｏ１．２５，Ｎｏ．２　

Ｍａｙ，２００６　

罗源湾区域入海非点源污染ＣＯＤ排放量估算　林志兰　，余兴光　，刘　ｇ－　，陈　彬　（１．国家海洋局第三海洋研究所，福建厦门３６１００５；２．厦门大学环境科学研究中心，福建厦门３６１００５）　摘要：根据汇水流向，借助ＧＩＳ进行罗源湾汇水区的划分；在ＥＮＶＩ软件下利用遥感分　析技术提取土地利用类型；结合研究区域内主要溪流的水质监测结果和土地利用现　状，利用反推法计算出农田污染单位面积ＣＯＤ负荷．在此基础上，采用排污系数法和　单位面积污染负荷法分别计算出各汇水区农村生活污水、畜禽养殖、农田和村镇建设　用地降雨径流的ＣＯＤ排放量．结果表明罗源湾入海非点源污染ＣＯＤ总排量为　ｌ１　４４６．４４ｔ／ａ，其中农村生活污水的ＣＯＤ排放量最大，约占３８．９％，其次是畜禽养　殖、农田和村镇建设用地降雨径流污染．最后提出非点源污染控制的建议．　关键词：海洋环境；ＣＯＤ排放量；非点源污染；入海污染物；罗源湾　中图分类号：１＇７６　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００　８１６０（２００６）０２－０２０９－０７　

非点源污染是指溶解态和固态的污染物从非特定的地点，在降水（或融雪）的冲刷作用　下，通过径流而汇人受纳水体（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…．海湾区域非点源污染的研究在国外较早引起学者的重视，国内在该领域的研　究还相对薄弱．在我国沿海城市工业、生活污水等点源污染治理程度逐步提高的前提下，近岸　海域水环境仍然没有明显的改善，局部区域甚至还面临恶化趋势情况下　，非点源污染作为　海湾主要污染源之一日益受到管理部门和研究学者的重视．　由于非点源　亏染的发生具有随机性和复杂性，计算非点源污染负荷的难度比较大，随着水环　境实施总量控制的管理，非点源污染的定量化尤为重要　Ｊ．国内传统人海污染物负荷的量化是通　过测量主要人海河流的污染物浓度和河流径流量，推导出污染物的人海通量　．该方法只考虑汇　入主要河流的非点源污染，并没有考虑沿岸通过降雨径流直接排人海湾的污染源．在目前国外非　点源污染负荷估算采用较多的模拟计算方面，虽然我国学者从上世纪８Ｏ年代开始积极探索，并　取得了一系列研究成果＿５　】，但目前模型化研究尚属应用研究，大部分模型多属国外现成模型或　将其根据需要稍加修正，对模型结构改进不大　８　．由于各种模型建立的背景、目的和研究区域的　不同，模型的参数众多，对降雨、径流、泥沙和水质监测数据等实测资料的依赖程度高，很难用于　无资料或资料条件差的大流域　－１０Ｊ．此外，目前国内的非点源污染模型化研究主要集中在陆域河　流、湖泊流域研究方面，对于海湾人海非点源污染负荷的估算研究报道较少．　本研究结合福建罗源湾环境容量与海洋生态保护规划研究课题，选取水环境容量预测和　国家水环境总量控制重要指标——化学需氧量（ＣＯＤ，若文中未特别说明则均指ＣＯＤ　）的负　荷估算作为研究对象，提出海湾区域人海非点源污染ＣＯＤ负荷估算的基本框架，为罗源湾海　域水环境容量计算、污染物总量控制以及生态环境保护等方面提供科学依据．　

１７ 科学时代・２００７年第０１期社科经济 ＳＨＥ　ＫＥ　ＪＩＮＧ　ＪＩ在水环境污染研究中，按照污染的发生类型，通常将水环境污染源分为点源和非点源。

点源污染最简单明确的定义是：污水在排放点通过排污管网直接进入水体。

相对于点源污染，在一个区域内如农田、没有排污管网的村镇上，通过地表径流、土壤渗滤进入水体中的氮和磷养分、农药等污染物即属于非点源污染。

国内外关于水环境污染的大量研究表明，当作为点源污染的工业污水和达到集中处理的城市生活污水等得到有效控制，非点源污染在水体污染中的比重不断增加，影响日益突出。

有研究认为，２０世纪９０年代全球３０％～５０％的陆面是受到非点源污染的影响［１］。

由于非点源污染形成过程受区域地理条件、气候条件、土壤条件、土壤结构、土地利用方式、植被覆盖和降水过程等多种因素的影响，因而具有随机性大、分布范围广、形成机理模糊、潜伏性强、滞后发生和管理控制难度大的特点［２］。

因此，非点源污染研究已成为水污染研究与控制的重要课题之一。

１　国外农业非点源污染研究国外非点源污染研究追溯起来，源于农业污染水质问题。

二十世纪６０年代，美、英、日等一些发达国家率先起步，７０年代以后在世界各地逐渐受到重视。

其中以美国研究历史较长。

７０年代初进行的非点源的研究主要限于非点源污染特征、影响因素、单场暴雨和平均污染负荷输出等方面的初步研究，也有早期的农药输移和径流模型［３］。

７０年代末期，为了满足水质规划的目的，开始使用数学模型进行定量评价农业污染水质现状，影响因素和宏观特征研究由相关因素分析和时空分异分析转向与非点源污染控制密切相关的主控因子和关键源区的空间分析。

８０年代以来，非点源污染的研究涉及的地域更广、类型也更多样，因素分析和污染迁移机理更加深入。

非点源污染模型研究向实用方向发展，一些新的应用性模型广泛应用于农业非点源污染研究中。

随着计算机和卫星遥感技术的发展和进步，以陆地卫星数据库、航空摄影、ＧＩＳ和陆地资源信息系统为代表的３Ｓ技术与非点源污染模型结合，广泛应用于非点源污染预测、管理措施改变对农业非点源污染的影响评价。

非点源污染对河流水质的影响及其控制技术研究摘要：本文旨在综述非点源污染对河流水质的影响及控制技术研究，探讨其重要性、现状与挑战，并分析控制技术的原理与方法。

非点源污染对河流水质的影响日益严重，已成为我国水环境保护的重要议题。

了解非点源污染物的来源、迁移转化规律及影响因素，发展有效的控制技术，对改善河流水质具有重要意义。

关键字：非点源污染；河流水质；影响；控制技术引言随着我国社会经济的快速发展，环境问题日益凸显，尤其是水环境问题。

河流作为水资源的重要载体，其水质状况直接关系到人民群众的饮水安全和生态系统的健康。

然而，非点源污染作为河流水质污染的重要来源，对河流水质的影响日益严重。

本文将从非点源污染对河流水质的影响及其控制技术研究概述出发，分析非点源污染的现状与挑战，探讨控制技术的原理与方法，以期为我国河流水质保护提供理论支持和实践指导。

1非点源污染对河流水质的影响及其控制技术研究概述1.1非点源污染对河流水质的影响及其重要性非点源污染作为一种复杂的环境问题，对河流水质的影响深远且重要。

这种污染形式通常源自农业生产、城市开发和土地利用变化等多个领域，其特点是随机性强、覆盖面广、难以监测和控制。

非点源污染物，如氮、磷、农药和重金属等，通过地表径流和地下水流进入河流，导致水质恶化，影响水生态系统的平衡。

长期而言，这些污染物还可能透过食物链对人体健康构成威胁。

具体而言，农业活动中的化肥和农药施用，尽管提高了农作物产量，却也造成了河流水质的富营养化，引发藻类过度生长，氧气耗尽，导致水生生物死亡。

而城市化和工业发展带来的降雨径流，会将道路和建筑表面的油漆、化学品、垃圾等带入河流，这些物质不仅改变了水体的物理和化学性质，还直接影响了水体的感官性状。

1.2河流水质现状与挑战当前，我国河流水质面临着严峻的挑战。

随着经济的快速发展和城市化进程的加快，非点源污染问题日益凸显，对河流水质的影响愈发严重。

河流水质污染严重，不仅威胁着水资源的供应安全，也对生态环境和人类健康造成了极大影响。

非点污染源名词解释环境系统分析
非点源污染又称面源污染，主要由土壤泥沙颗粒、氮磷等营养物质、农药、各种大气颗粒物等组成，通过地表径流、土壤侵蚀、农田排水等方式进入水、土壤或大气环境。

其具有的随机性、广泛性、滞后性、模糊性、潜伏性等特点，加大了相应的研究、治理和管理政策制定的难度。

非点源污染，人们主要把注意力集中在水污染方面，这些人为或自然形成的污染物最终流入湖泊、河流、海洋，甚至进入饮用水源和地下水，形成非常严重的水体污染。

非点源污染溶解的以及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)并引起水体富营养化或其他形式的污染。

相对点源污染而言，非点源污染主要由地表的土壤泥沙颗粒、氮磷等营养物质、农药等有害物质、秸秆农膜等固体废弃物、畜禽养殖粪便污水、水产养殖饵料药物、农村生活污水垃圾、各种大气颗粒物沉降等，通过地表径流、土壤侵蚀、农田排水等形式进入水体环境所造成，具有分散性、隐蔽性、随机性、潜伏性、累积性和模糊性等特点，因此不易监测、难以量化，研究和防控的难度大。

非点源污染有广义与狭义两种理解：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，即与降水过程伴随产生的地表径流污染。

非点源污染对水环境、土壤环境所造成的污染十分严重，也是我国环保领域重点研究与治理对象，除了文中提到的技术与科研法相，未来我们对于非点源污染的研究将会更深入。