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流域非點源污染負荷核算(簡體書)
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目次

書摘/試閱

《流域非點源污染負荷核算》主要介紹流域非點源污染負荷核算方法。介紹城市和農村非點源污染負荷核算研究進展,歸類整理城市和農村非點源污染負荷核算通用方法體系。以廣州市新河浦社區為例介紹了城市非點源污染負荷核算技術,構建基于GIS平臺的SWMM模型,計算城市非點源污染負荷量。利用HSPF模型研究流溪河流域和潭江流域農業非點源污染負荷,分析各種不同土地利用類型下的污染物負荷量。
《流域非點源污染負荷核算》可供從事環境、水利、水務、市政、規劃等領域的科研工作者和工程技術人員參考,也可供相關專業的大學本科生和研究生使用和參考。
前言
第1章  緒論
1.1 概述
1.2 城市非點源污染研究進展
1.2.1 國外研究進展
1.2.2 國內研究進展
1.2.3 目前存在的主要問題
1.3 農村非點源污染研究進展
1.3.1 農業非點源污染
1.3.2 農村生活污染
1.3.3 畜禽養殖污染
1.3.4 存在的主要問題及展望
第2章  城市非點源污染負荷核算方法
2.1 城市非點源污染特征
2.2 城市非點源污染影響因素
2.3 城市非點源污染類型
2.4 城市非點源污染物種類
2.5 城市非點源污染監測
2.5.1 城市非點源污染資料收集
2.5.2 匯水單元調查
2.5.3 水質采樣點設置的基本原則
2.5.4 采樣技術
2.5.5 分析方法
2.6 城市降雨徑流計算方法
2.7 城市非點源污染負荷核算
2.7.1 平均濃度法
2.7.2 相關關系法
2.7.3 機理性方法
2.8 小結
第3章  農村非點源污染負荷核算方法
3.1 農業非點源污染負荷核算方法
3.1.1 監測調查條件下的負荷核算方法
3.1.2 有限資料條件下的負荷估算方法
3.1.3 基于機理性模型的負荷估算方法
3.2 農村生活污染源負荷核算方法
3.2.1 研究方法
3.2.2 研究內容
3.2.3 農村居民非點源污染負荷估算
3.3 散養畜禽養殖污染源負荷核算方法
3.3.1 研究方法
3.3.2 資料收集與處理
3.3.3 畜禽污染負荷估算
3.4 農村非點源污染總負荷估算
3.5 小結
第4章  SWMM模型
4.1 SWMM模型基本原理及結構
4.2 SWMM中地表產匯流原理和計算
4.2.1 地面產流原理及計算
4.2.2 地面匯流原理及計算
4.3 SWMM中地表污染物累積與沖刷原理和計算
4.3.1 地表污染物累積模擬
4.3.2 地表污染物沖刷模擬
4.3.3 SWMM中街道清掃模擬
4.4 SWMM中傳輸子系統模擬原理和計算
4.4.1 傳輸子系統的基本元素
4.4.2 管道控制方程和節  點控制方程
4.4.3 傳輸子系統的水質計算方程
4.5 SWMM模型參數
4.6 SWMM模型的非點源污染負荷模擬適用性分析
4.7 基于GIS平臺的SWMM二次開發
4.7.1 SWMM模型與ArcGIS平臺的集成原理
4.7.2 系統數據庫設計
4.7.3 SWMM模型輸入文件生成
4.7.4 SWMM模型的數據接口
4.7.5 ArcGISEngme
4.7.6 集成系統界面及使用
4.8 小結
第5章  HSPF模型
5.1 HSPF模型功能
5.1.1 降水徑流模擬
5.1.2 水質模擬
5.2 HSPF模型推廣應用價值
5.3 HSPF模型組織結構
5.3.1 BASINSGIS
5.3.2 WDMUtil
5.3.3 WinHSPF
5.3.4 GenScn
5.4 模型運行流程
5.5 小結
第6章  廣州城市降雨徑流非點源污染特征
6.1 研究區域基本概況
6.2 監測方案設計
6.2.1 監測點選取
6.2.2 水質監測資料分析方法
6.3 新河浦社區降雨徑流水質監測結果分析
6.3.1 居住區結果分析
6.3.2 馬路結果分析
6.3.3 草地結果分析
6.4 城市校園區降雨徑流水質監測結果分析
6.4.1 降雨數據統計
6.4.2 水質監測結果統計
6.4.3 降雨徑流污染平均濃度
6.4.4 可生化性分析
6.5 城市校園區降雨徑流污染時空變化特征
6.5.1 降雨徑流污染物濃度變化過程
6.5.2 降雨徑流污染物濃度相關分析
6.5.3 污染物濃度回歸分析
6.6 城市校園區降雨徑流污染初期沖刷效應
6.6.1 初期沖刷效應研究方法
6.6.2 M(V)曲線定性分析結果
6.6.3 初期沖刷系數b
6.6.4 MF、F指數分析結果
6.6.5 影響因素相關分析
6.6.6 初期雨水截流控制標準
6.7 小結
第7章  廣州城市非點源污染負荷核算
7.1 新河浦社區SWMM模型構建
7.1.1 新河浦社區概化
7.1.2 SWMM模型參數率定
7.1.3 模擬結果分析
7.2 新河浦社區城市非點源污染負荷
7.2.1 不同頻率降雨條件下非點源污染負荷量
7.2.2 不同雨型條件下非點源污染負荷量
7.2.3 不同土地利用類型的非點源污染負荷量
7.2.4 枯水典型年下連續非點源污染負荷量分析
7.3 城市校園區非點源污染負荷估算
7.3.1 基于SCS模型的徑流量計算
7.3.2 校園區降雨徑流非點源污染負荷估算
7.4 小結
第8章  流溪河流域農業非點源污染負荷核算
8.1 流溪河流域基本概況
8.1.1 地形地貌
8.1.2 水文氣象條件
8.1.3 土壤植被
8.1.4 水利工程
8.1.5 社會經濟
8.2 流溪河流域HSPF模型前處理
8.2.1 DEM數據處理
8.2.2 流域坡度圖
8.2.3 河網水系圖
8.2.4 土壤分類圖
8.2.5 土地利用分類圖
8.2.6 氣象屬性數據
8.3 流溪河流域HSPF模型構建
8.3.1 子流域劃分
8.3.2 BASINS跳轉winHSPF
8.3.3 子流域與氣象站點分配
8.3.4 HSPF模型校驗
8.4 流溪河流域非點源污染負荷估算與分析
8.4.1 流域非點源污染年負荷量估算
8.4.2 流域非點源污染時空變化分布
8.4.3 不同土地利用的產出對比分析
8.4.4 土地利用類型的變化對流域非點源污染負荷影響分析
8.5 小結
第9章  潭江流域非點源污染負荷核算
9.1 研究流域概況
9.2 典型小流域非點源污染輸出特征
9.2.1 典型監測小流域概況
9.2.2 監測與分析方法
9.2.3 監測結果分析
9.3 潭江流域HSPF模型數據庫建立
9.4 潭江流域HSPF模型構建
9.4.1 子流域劃分
9.4.2 BASINS跳轉winHSPF
9.4.3 子流域與氣象站點分配
9.5 潭江流域HSPF模型校驗
9.5.1 泗合水流域的率定及驗證
9.5.2 泗合水流域日過程模擬
9.6 潭江圣堂斷面控制流域非點源污染負荷
9.6.1 農業非點源污染負荷量
9.6.2 農村生活非點源污染負荷量
9.6.3 散養畜禽非點源污染負荷量
9.6.4 城市非點源污染負荷量
9.6.5 非點源污染負荷總量
9.7 潭江牛灣斷面控制流域非點源污染負荷
9.7.1 基于輸出系數法的農業非點源污染負荷量
9.7.2 農村生活非點源污染負荷量
9.7.3 散養畜禽非點源污染負荷量
9.7.4 城市非點源污染負荷量
9.7.5 非點源污染負荷總量
9.8 小結
參考文獻
彩圖


非點源污染機理模型能定量地描述流域系統內部污染物的發生、遷移和轉化等復雜過程機理,對非點源污染產生的空間及時間特征進行分析,對其主要來源和遷移路徑進行識別,進而可對污染產生的負荷量及其對水體的影響進行預報,并可評估不同的農業管理與技術措施等對非點源污染負荷和水質的影響,從而可為流域的水文水質研究、水資源規劃和農業管理等提供決策依據。
HSPF(Hydrological Simulation Prograill—Fortran)全稱為水文模擬模型,由美國環保局于l980年研制,經多次修訂和改進,現已發展為HSPF12.0版本,集水文、水力、水質模擬于一體,能對透水地面、不透水地面以及河流水庫的水文和水質過程進行模擬,對流域非點源污染的模擬效果尤其突出(張哲,2007;董延軍等,2009;薛亦峰,2009;何泓杰,2011;李明濤,2011;李兆富等,2012;姚錫良,2012;李燕等,2013)。美國環保局于1998年又開發了BASINS軟件,該軟件將HSPF模型集成在ArcView平臺上(蔡芫鑌等,2005)。基于該軟件,HSPF模型可利用ArcView對空l司數據具有存儲和處理能力,自動提取模擬區域所需要的地形、地貌、土地利用、土壤、植被、河流等數據,進行非點源污染負荷的長時間連續模擬,并把模擬結果與所存儲的實測數據進行比較,以驗證模型。在此基礎上,可以模擬最佳管理措施或土地利用方式改變對非點源污染的改善效果。
HSPF模型屬于半分布式模型,使用時首先需要將研究區域劃分為不同的子流域,子流域劃分的主要依據是河流水庫所控制的自然流域范圍。模型需要輸入的數據有兩類,第一類包括降雨量、蒸發量、大氣干濕沉降等,第二類是各子流域與土地利用類型相關的土壤性質、植被覆蓋和地形等參數。

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