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)基金等各類科研項目20余項。獲國家科技進(jìn)步獎1項、省部及其他科技進(jìn)步成果獎10余項。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)基金等各類科研項目40余項，獲省部級科技進(jìn)步獎10余項，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)驗型模型的構(gòu)建主要是通過典型樣區(qū)的監(jiān)測實驗提取數(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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