農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染數(shù)字模型及控制措施研究

前言

近年來，隨著水環(huán)境問題的突出以及點(diǎn)源污染治理水平的相對提高，非點(diǎn)源污染尤其是化肥、農(nóng)藥的大量使用而引起的農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染問題日益引起人們的關(guān)注和重視。大量研究表明，農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染已成為當(dāng)前影響水體環(huán)境質(zhì)量的主要因子。我國是一個以農(nóng)業(yè)為主的發(fā)展中國家，農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染非常嚴(yán)重。根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，2005年全國總污染負(fù)荷中的氮、磷兩項(xiàng)污染，非點(diǎn)源污染的貢獻(xiàn)率超過50％；化學(xué)需氧量污染中非點(diǎn)源污染貢獻(xiàn)率占到近40％，并有繼續(xù)惡化的趨勢。據(jù)中國農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)公布的數(shù)據(jù)核算，中國2005年使用化肥4766萬t（折純），按當(dāng)年農(nóng)作物播種面積計算。

內(nèi)容概要

　　《農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染數(shù)學(xué)模型及控制措施研究：以青銅峽灌區(qū)為例》以黃河上游青銅峽灌區(qū)為例，以大量的監(jiān)測試驗(yàn)資料為基礎(chǔ)，分析了農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染物在輸水系統(tǒng)、田間和排水溝渠中的運(yùn)移特征；結(jié)合農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染單元負(fù)荷特征明顯、遷移路徑復(fù)雜等具體特點(diǎn)，將農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染整體模型劃分為“源”“匯”模塊并分別構(gòu)建，組成了完整的農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染負(fù)荷模型；并將所建模型應(yīng)用于青銅峽灌區(qū)，示例計算了2008年典型時段青銅峽灌區(qū)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染負(fù)荷；最后，根據(jù)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染在“源”“匯”環(huán)節(jié)的不同特點(diǎn)，通過模型定量分析。提出“源”“匯”環(huán)節(jié)不同的農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染控制措施?！掇r(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染數(shù)學(xué)模型及控制措施研究：以青銅峽灌區(qū)為例》可供從事水資源保護(hù)，生態(tài)環(huán)境、農(nóng)業(yè)水土工程等專業(yè)研究人員和大專院校相關(guān)專業(yè)教師、研究生借鑒參考。

作者簡介

李強(qiáng)坤（1968－），男，河南靈寶人。工學(xué)博士，黃河水利科學(xué)研究院高級工程師，主要從事生態(tài)水文、環(huán)境水文與農(nóng)業(yè)水土環(huán)境等方面研究工作。先后主持和參加國家自然科學(xué)基金等各類科研項(xiàng)目20余項(xiàng)。獲國家科技進(jìn)步獎1項(xiàng)、省部及其他科技進(jìn)步成果獎10余項(xiàng)。發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文40余篇。李懷恩（1960－），男，陜西商南人，西安理工大學(xué)水利水電學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，主要從事非點(diǎn)源污染、水環(huán)境保護(hù)及生態(tài)水文等方面教學(xué)和科研工作。主持和參加國家科技攻關(guān)、國家自然科學(xué)基金等各類科研項(xiàng)目40余項(xiàng)，獲省部級科技進(jìn)步獎10余項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文90余篇，出版《環(huán)境水文學(xué)》、《非點(diǎn)源污染數(shù)學(xué)模型》等專著5部。

書籍目錄

第一章 緒論1.1 研究背景1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展和趨勢1.3 研究內(nèi)容和技術(shù)路線第二章 研究區(qū)概況2.1 自然地理概況2.2 社會經(jīng)濟(jì)概況2.3 水資源概況2.4 引排水工程2.5 灌區(qū)特點(diǎn)2.6 水資源利用存在的問題第三章 農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染監(jiān)測試驗(yàn)及運(yùn)移特征分析3.1 農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染監(jiān)測試驗(yàn)3.2 污染物運(yùn)移特征分析3.3 小結(jié)第四章 農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染整體模型4.1 農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染特征4.2 輸出系數(shù)模型及其改進(jìn)4.3 農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染模型4.4 小結(jié)第五章 “源”模塊構(gòu)建5.1 農(nóng)田灌溉排水子模塊5.2 農(nóng)田排水中污染物濃度的估算子模塊5，3小結(jié)第六章 “匯”模塊構(gòu)建6.1 概述6.2 水流連續(xù)方程6.3 污染物遷移轉(zhuǎn)化方程6.4 模型求解6.5 小結(jié)第七章 模型應(yīng)用7.1 計算流程7.2 田間產(chǎn)污計算7.3 排污系數(shù)計算7.4 輸出污染負(fù)荷計算7.5 小結(jié)第八章 農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染控制措施研究8.1 “源”環(huán)節(jié)控制8.2 “匯”環(huán)節(jié)控制8.3 小結(jié)第九章 結(jié)論與建議9.1 結(jié)論9.2 建議參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1972年，《美國水污染控制法修正案》的制訂和實(shí)施是非點(diǎn)源污染研究的重大轉(zhuǎn)折，由此進(jìn)入了非點(diǎn)源污染模型的大發(fā)展時期，很多模型相繼問世。例如，早期的輸出系數(shù)模型、Hy&ocomp公司開發(fā)的非點(diǎn)源污染系列模型PTR－HSP－ARM－NPS、農(nóng)藥化肥遷移模型ACTMO（An Agricultural Chemical Fransport Model）等。經(jīng)驗(yàn)型模型的構(gòu)建主要是通過典型樣區(qū)的監(jiān)測實(shí)驗(yàn)提取數(shù)據(jù)，在水質(zhì)參數(shù)與水文（降雨、徑流）參數(shù)、景觀參數(shù)（如坡度、植被覆蓋狀況農(nóng)藥施用率和土壤性質(zhì)等）間建立經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式，其特點(diǎn)為模型不考慮污染的中間過程或內(nèi)在機(jī)制，只考慮輸入和輸出情況，屬于“黑箱”模型；其數(shù)據(jù)處理方法簡便，但誤差較大，適用于年均污染負(fù)荷量的計算，不適合短期計。如早期的輸出系數(shù)模型主要應(yīng)用在年輸出污染負(fù)荷的估算等。由于經(jīng)驗(yàn)型模型不考慮溶質(zhì)運(yùn)移的機(jī)制或動力學(xué)特征，對數(shù)據(jù)的需求比較低，因而表現(xiàn)了較強(qiáng)的實(shí)用性和準(zhǔn)確性，但是由于它難以描述污染物運(yùn)移的路徑與機(jī)理，使得這類模型的進(jìn)一步應(yīng)用受到了較大的限制。經(jīng)驗(yàn)型模型主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染研究初期以及資料缺乏地區(qū)。（2）確定型模型。20世紀(jì)70年代中后期之后，隨著對農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染物理化學(xué)過程研究的深入和對其運(yùn)移過程的廣泛監(jiān)測，具有一定機(jī)理基礎(chǔ)的確定機(jī)理模型逐漸成為非點(diǎn)源污染模型開發(fā)的主要方向。

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