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第1章 绪论1

1.1流域非点源污染研究背景1

1.2流域非点源污染研究现状3

1.2.1非点源污染机理研究3

1.2.2非点源污染模拟模型研究10

1.2.3非点源污染控制研究15

1.2.4我国非点源污染负荷定量化和控制研究的不足15

1.3研究流域概况16

1.3.1自然地理概况17

1.3.2社会经济概况23

1.3.3点源与非点源现状24

1.3.4渭河水污染研究存在的问题26

1.4本书主要内容及技术路线27

1.4.1研究内容27

1.4.2技术路线27

1.5本章小结28

参考文献28

上篇 流域非点源污染监测与特征研究37

第2章 灌区农业非点源污染监测及运移特征分析37

2.1农业非点源污染特征37

2.2农业非点源污染监测方案38

2.2.1试验区概况38

2.2.2试验目的及时间安排39

2.2.3试验布置40

2.3农业非点源污染物运移特征分析42

2.3.1输水系统42

2.3.2田间系统43

2.3.3排水系统分析47

2.4本章小结49

参考文献49

第3章 西安市城市非点源污染监测与特性分析50

3.1西安市主城区非点源污染监测与特性分析51

3.1.1材料与方法51

3.1.2结果与讨论54

3.2典型城市小流域非点源污染监测与特性分析60

3.2.1材料与方法61

3.2.2皂河水污染特征分析63

3.2.3皂河流域非点源污染特征分析69

3.3西安市融雪径流监测及污染特性分析73

3.3.1材料与方法74

3.3.2结果分析76

3.4本章小结82

参考文献83

第4章 渭河千支流非点源污染监测和特征分析85

4.1监测方案与结果85

4.1.1监测方案85

4.1.2监测结果87

4.2渭河干流典型断面非点源污染特征与影响分析91

4.2.1洪水期与非洪水期水质及其变化特征91

4.2.2估算模型96

4.2.3负荷估算97

4.2.4分析与讨论101

4.2.5小结102

4.3典型支流非点源污染特征与影响分析103

4.3.1洪水期与非洪水期水质及其变化特征104

4.3.2估算模型105

4.3.3负荷估算105

4.3.4分析与讨论106

4.3.5小结108

4.4本章小结109

参考文献109

第5章 渭河氮污染特征与流域人类活动的响应关系研究110

5.1河流水质与流域人类活动之间的关系110

5.1.1河流水质与流域人类活动之间关系110

5.1.2小结115

5.2渭河氮污染特征与流域人类活动的响应关系116

5.2.1河流中氮素形态及转化116

5.2.2渭河氮污染特征分析116

5.2.3渭河氮污染与流域人类活动的响应关系124

5.3本章小结131

参考文献132

中篇 流域非点源污染负荷估算方法研究135

第6章 河流控制断面污染负荷计算方法与比较135

6.1污染物负荷估算方法的特点135

6.2污染负荷估算方法对比分析137

6.3本章小结144

参考文献144

第7章 平均浓度法与统计方法146

7.1平均浓度法146

7.1.1研究思路与方法146

7.1.2应用实例148

7.1.3小结150

7.2水质水量相关法150

7.2.1基本思路150

7.2.2降雨径流污染水质水量相关分析151

7.2.3应用举例152

7.2.4小结153

7.3非点源营养负荷-泥沙关系法153

7.3.1研究思路153

7.3.2非点源污染负荷-泥沙关系的建立154

7.3.3应用举例155

7.3.4小结156

7.4土地利用关系法156

7.4.1思路与方法156

7.4.2应用实例157

7.4.3小结161

7.5本章小结161

参考文献162

第8章 输出系数法及其改进163

8.1输出系数法163

8.1.1研究进展及应用情况164

8.1.2输出系数167

8.1.3小结168

8.2改进的输出系数模型168

8.2.1考虑降雨影响的输出系数模型168

8.2.2考虑流域损失的输出系数模型169

8.3应用实例169

8.3.1 Johnes输出系数模型（模型1）170

8.3.2考虑降雨影响的输出系数模型（模型2）172

8.3.3考虑流域损失的输出系数模型（模型3）173

8.3.4讨论174

8.4本章小结175

参考文献175

第9章 综合平均浓度法与综合输出系数法176

9.1材料与方法176

9.1.1材料和数据来源176

9.1.2研究方法177

9.2负荷估算方法的对比与改进177

9.2.1负荷估算方法177

9.2.2计算结果比较178

9.2.3负荷估算方法的改进179

9.3香港河流的水文分析180

9.4香港非点源污染基本特征181

9.4.1目的和方法181

9.4.2平均浓度分析182

9.4.3输出系数分析189

9.5污染负荷估算194

9.5.1污染负荷估算方法194

9.5.2香港地区污染物年负荷量估计195

9.6本章小结196

参考文献196

第10章 USLE估算方法与专家评判法198

10.1基于USLE的非点源负荷估算方法198

10.1.1 USLE及参数获取198

10.1.2基于USLE的氮磷污染负荷估算模型200

10.1.3模型应用200

10.2非点源污染负荷估算的专家评判法206

10.2.1研究方法206

10.2.2模型应用207

10.2.3小结208

10.3本章小结209

参考文献209

第11章 降雨量差值法与径流量差值法210

11.1降雨量差值法210

11.1.1降雨量差值法原理210

11.1.2模型的建立及应用211

11.1.3降雨量差值法与径流分割法的比较212

11.1.4小结214

11.2径流量差值法214

11.2.1径流量差值法原理214

11.2.2模型的建立及应用215

11.3本章小结216

参考文献216

第12章 多沙河流非点源污染负荷估算模型217

12.1泥沙对水环境的影响217

12.2基于水文分割思想的多沙河流非点源污染模型建立218

12.3应用实例219

12.3.1研究河流概况219

12.3.2监测试验220

12.3.3负荷估算220

12.3.4分析与讨论223

12.3.5小结224

12.4基于泥沙-非点源污染负荷关系的多沙河流非点源污染负荷估算模型225

12.4.1思路与方法225

12.4.2应用实例226

12.4.3分析与讨论228

12.4.4小结229

12.5本章小结230

参考文献230

第13章 基于单元分析的灌区农业非点源污染负荷估算231

13.1估算方法231

13.1.1单元划分231

13.1.2负荷贡献率232

13.1.3灌区污染负荷233

13.2应用实例233

13.2.1监测试验234

13.2.2负荷贡献率推求234

13.2.3研究区产污负荷236

13.2.4排污系数236

13.2.5区域输出负荷236

13.3本章小结237

参考文献237

第14章 基于现代分析技术的非点源污染负荷预测方法238

14.1偏最小二乘回归模型238

14.1.1偏最小二乘回归非点源污染负荷预测模型238

14.1.2实例分析242

14.1.3小结246

14.2支持向量机模型247

14.2.1基于支持向量机的非点源污染负荷预测模型247

14.2.2应用实例249

14.2.3小结251

14.3自记忆模型252

14.3.1非点源污染负荷自记忆模型的建立252

14.3.2应用实例259

14.3.3小结261

14.4灰色神经网络预测模型261

14.4.1多变量灰色神经网络预测模型262

14.4.2模型的应用263

14.4.3小结266

14.5本章小结266

参考文献267

下篇 流域非点源污染模拟模型与控制规划研究271

第15章 流域暴雨径流非点源污染数学模型的构建及应用271

15.1流域非点源污染数学模型的建立271

15.1.1流域产流模型研究271

15.1.2流域汇流模型的建立274

15.1.3流域非点源污染物产生模型的研究279

15.1.4流域非点源污染物迁移模型的建立283

15.1.5小结286

15.2模型在滇池流域的应用研究288

15.2.1滇池流域概况288

15.2.2模型应用289

15.2.3小结298

15.3本章小结299

参考文献300

第16章 流域磷迁移转化过程的长期连续模拟模型及应用302

16.1模型的构建思路302

16.2产汇流及侵蚀模型302

16.2.1产流计算模302

16.2.2汇流模型及其计算303

16.2.3侵蚀模型304

16.3磷迁移转化模型305

16.3.1 Viney模型简介305

16.3.2磷循环及计算模型306

16.3.3磷循环模型及其微结构309

16.4模型的应用310

16.4.1模型简化计算310

16.4.2模型参数率定311

16.4.3结果与讨论313

16.5本章小结314

参考文献315

第17章 农业非点源污染模型的构建及应用316

17.1模型构建316

17.1.1整体思路316

17.1.2“源”模块构建318

17.1.3“汇”模块构建321

17.1.4模型特征324

17.2模型验证与应用325

17.2.1模型验证325

17.2.2模型应用329

17.2.3合理性分析333

17.3本章小结334

参考文献334

第18章 基于SWMM模型的城市非点源污染模拟研究336

18.1 SWMM模型原理336

18.1.1 SWMM模型概述336

18.1.2径流子系统模拟原理337

18.1.3传输子系统模拟原理341

18.2研究区域非点源污染SWMM模型的建立343

18.2.1研究区域概况343

18.2.2研究区域非点源污染来源及特性分析344

18.2.3研究区域非点源污染SWMM模型的建立344

18.3研究区域不同情景下的非点源污染模拟349

18.3.1不同降雨强度下非点源污染负荷模拟349

18.3.2不同雨型下非点源污染负荷模拟353

18.3.3不同土地利用类型条件下非点源污染负荷模拟356

18.4本章小结358

参考文献359

第19章 流域非点源污染分布式模拟与关键源区识别361

19.1基于SWAT模型的非点源污染分布式模拟与关键源区识别361

19.1.1 SWAT模型概述362

19.1.2 SWAT模型输入数据库的构建368

19.1.3 SWAT模型的率定和验证369

19.1.4研究流域371

19.1.5渭河流域面源模拟模型建立和负荷关键源区识别371

19.1.6灞河流域面源模拟模型建立和负荷关键区识别390

19.2基于AnnAGNPS模型的非点源污染分布式模拟与关键源区识别403

19.2.1 AnnAGNPS模型的概述403

19.2.2研究流域及AnnAGNPS模型输入数据库411

19.2.3模型的率定和检验416

19.2.4主要参数敏感性分析419

19.2.5黑河流域非点源污染产出的时空分布特征420

19.3本章小结424

参考文献425

第20章 流域土地利用变化对非点源污染的影响研究428

20.1景观生态学方法428

20.1.1景观格局分析指标428

20.1.2马尔可夫转移矩阵431

20.2陕西黑河流域土地利用变化对非点源污染的影响分析431

20.2.1研究方法431

20.2.2土地利用变化分析432

20.2.3土地利用变化对非点源污染的影响分析437

20.2.4小结442

20.3灞河流域土地利用变化对非点源污染的影响分析443

20.3.1研究方法443

20.3.2土地利用变化分析443

20.3.3土地利用格局变化分析447

20.3.4土地利用变化趋势分析448

20.3.5土地利用变化对非点源污染的影响分析449

20.3.6小结451

20.4本章小结451

参考文献452

第21章 流域非点源污染控制措施效果的情景模拟454

21.1黑河流域土地利用结构调整对非点源污染影响的效果模拟454

21.1.1土地利用结构调整情景设定454

21.1.2分析方法455

21.1.3不同土地利用结构对非点源污染的影响效果模拟455

21.1.4小结459

21.2灞河流域非点源污染控制措施效果模拟460

21.2.1水土保持措施460

21.2.2化肥农药施用水平460

21.2.3退耕还林462

21.2.4综合措施463

21.2.5小结464

21.3沣河流域非点源污染控制措施效果模拟464

21.3.1情景分析方案设定464

21.3.2不同情景模拟结果分析465

21.3.3小结466

21.4本章小结467

参考文献467

第22章 流域非点源污染控制规划研究468

22.1流域非点源污染控制措施及效果预测468

22.1.1流域非点源污染控制规划原则468

22.1.2流域非点源污染控制规划研究思路469

22.1.3流域非点源污染控制措施470

22.1.4改变土地利用方式471

22.1.5设置河岸植被保护带473

22.1.6改变土地利用方式及设置植被保护带479

22.1.7流域移民481

22.1.8流域移民与设置河岸植被保护带484

22.1.9小结486

22.2非点源污染控制措施经济评价与优选486

22.2.1研究方法486

22.2.2改变土地利用方式488

22.2.3设置植被保护带492

22.2.4流域移民494

22.2.5流域最优非点源污染控制方案研究494

22.2.6小结496

22.3本章小结497

参考文献497

第23章 考虑非点源污染影响的河流水质水量响应关系研究499

23.1渭河关中段水质水量响应关系计算程序499

23.1.1渭河关中段水质水量响应关系基础资料Access数据库500

23.1.2渭河关中段改进型一维稳态水质模型500

23.1.3 Visual Basic程序501

23.2改进型一维稳态河流水质模型应用于渭河关中段的适用性研究501

23.2.1渭河关中段概化图501

23.2.2改进型一维稳态河流水质模型参数率定502

23.2.3改进型一维稳态河流水质模型率定结果504

23.2.4改进型一维稳态河流水质模型验证509

23.3基于Access和Visual Basic的渭河关中段水质水量响应关系研究510

23.3.1现状年污染物沿程变化以及污染物在不同来水频率状况下沿程变化511

23.3.2规划水平年（2020年）污染物沿程变化以及污染物不同来水频率状况下沿程变化514

23.4本章小结519

参考文献520

第24章 考虑非点源污染影响的水库水质预测研究521

24.1考虑非点源污染影响的一维垂向水库水质预测521

24.1.1水库水温垂向分布预测522

24.1.2非点源对水库BOD、 DO影响526

24.2考虑非点源污染影响的二维纵、竖向水库水质预测研究529

24.2.1 CE-QUAL-W2模型介绍529

24.2.2水库结构概化531

24.2.3考虑非点源影响的黑河金盆水库水质预测531

24.3考虑非点源污染影响的平面二维湖泊水质预测研究538

24.3.1乌梁素海水生态修复方案539

24.3.2 MIKE3模型介绍541

24.3.3数学模型的建立541

24.3.4不同修复方案下乌梁素海浓度场的模拟结果542

24.3.5推荐的水生态修复方案544

24.4本章小结545

参考文献546

第25章 考虑非点源污染的水污染综合控制规划模型研究547

25.1污染物总量控制类型及分配原则547

25.1.1总量控制类型547

25.1.2总量分配原则548

25.2河流水环境容量计算549

25.2.1稀释容量549

25.2.2自净容量549

25.2.3环境总容量550

25.3非点源污染负荷容量分配550

25.3.1非点源污染负荷的确定550

25.3.2非点源污染负荷容量确定551

25.4非点源污染影响下的区域最优化模型551

25.4.1区域最优化处理模型551

25.4.2考虑非点源的区域最优化模型552

25.5实例研究552

25.5.1点源污染负荷552

25.5.2非点源污染负荷553

25.5.3环境容量553

25.5.4环境容量分配555

25.5.5考虑非点源污染的区域最优化556

25.6本章小结562

参考文献562

第26章 非点源污染控制的植被过滤带技术研究564

26.1试验概况564

26.1.1试验场概况564

26.1.2试验设计和方法567

26.1.3评价指标570

26.2植被过滤带对地表径流中悬浮固体的净化效果570

26.2.1植被条件对净化效果的影响570

26.2.2土壤初始含水量对净化效果的影响572

26.2.3过滤带带宽对净化效果的影响572

26.2.4入流流量对净化效果的影响573

26.2.5入流浓度对净化效果的影响574

26.2.6小结575

26.3植被过滤带对地表径流中污染物的净化效果575

26.3.1植被过滤带对氮（N）、磷（P）素的净化效果575

26.3.2植被过滤带对COD的净化效果578

26.3.3植被过滤带在不同带宽下净化效果的比较579

26.3.4小结581

26.4暴雨径流过程中流量对植被过滤带净化效果的影响581

26.4.1数据处理582

26.4.2植被过滤带对固体悬浮物（SS）的净化效果583

26.4.3植被过滤带对氮素的净化效果584

26.4.4植被过滤带对磷素的净化效果585

26.4.5植被过滤带进出水流中的泥沙粒径分析586

26.4.6小结587

26.5植被过滤带非点源污染及其对净化效果的影响587

26.5.1植被过滤带地表径流中初期出流浓度和平均浓度的分析比较587

26.5.2植被过滤带径流中固体悬浮物和溶解态氮浓度变化分析589

26.5.3小结592

26.6 VFSMOD模型对植被过滤带净化效果的模拟与适应性分析592

26.6.1 VFSMOD模型简介593

26.6.2模型参数的确定594

26.6.3模拟结果与分析595

26.6.4小结597

26.7本章小结597

参考文献598

第27章 城市非点源污染控制技术初步研究600

27.1多级串联潜流人工湿地净化城市地面径流的试验研究600

27.1.1材料与方法601

27.1.2结果与分析604

27.1.3小结609

27.2生态滤沟对城市路面径流净化效果的试验研究609

27.2.1材料与方法610

27.2.2结果与分析613

27.2.3小结619

27.3本章小结619

参考文献620