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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