流域水环境生态系统模拟评价与治理

第1章绪论

1．1概述

1．1．1流域水环境问题

1．1．2农业非点源污染

1．2非点源污染的不确定性

1．3非点源污染研究中的几个关键问题

1．4流域水环境模拟研究发展趋势

第2章非点源污染信息监测与模拟研究

2．1水污染模拟方法

2．2非点源污染模型研究概述

2．3分布式非点源模型模拟尺度

2．4非点源污染信息的监测采样方法研究

2．5非点源污染模型不确定性和参数识别研究

第3章基于参数外延的非点源污染监测及分析模式

3．1非点源污染的定量化随机监测

3．2基于参数外延的非点源污染模拟分析模式

3．3农业非点源污染样本信息监测系统设计

3．4非点源污染信息监测及定量模拟尺度

3．5基于Kriging原理的信息变异性分析方法

第4章非点源污染信息变异性统计及插值

4．1典型流域产污影响因素特征统计

4．2流域非点源污染本底值监测及统计分析

4．2．1样本信息监测

4．2．2样本信息统计特征

4．3基于Kriging的空间变异模型建立及有效估值

4．4小流域典型降雨一径流一产污实验

4．5原状土柱产污特性实验监测

4．5．1人工降雨模拟实验

4．5．2土壤中硝态氮存储结构实验分析

4．6实验流域不同尺度的氮磷变异性统计

4．7变异因子提取及空间数据外延插值

4．7．1变异因子选取和数据预处理

4．7．2空间数据外延插值建模

第5章农业非点源空间信息优化采样方法

5．1优化样本数确定方法

5．2优化采样结构设计

5．3确定最优采样间距

5．4野外实验非均匀采样模型的建立

5．5优化采样方法的应用及对比分析

第6章分布式水文模型建立

6．1流域水文模拟

6．2分布式水文模型构建

6．2．1流域水文模型概述

6．2．2产汇流模型

6．2．3产流计算方法

6．2．4汇流演算

6．3实验流域模型参数确定

6．3．1土壤下渗参数

6．3．2产汇流模型参数

6．3．3水土流失特性参数

第7章非点源污染产生机理及氮磷定量化模拟

7．1非点源污染产生机理

7．1．1降雨径流过程污染

7．1．2土壤侵蚀过程污染

7．1．3地表溶质溶出过程

7．1．4土壤溶质人渗过程

7．2氮磷素污染负荷模型

7．3实验流域氮磷污染定量化模拟验证

7．3．1径流过程模拟

7．3．2氮磷素流失规律模拟

7．3．3氮磷素模拟误差分析

第8章典型流域农业非点源污染的随机模拟及风险分析

8．1分布式模型参数敏感性

8．1．1敏感性分析方法及参数确定

8．1．2非点源污染模拟敏感性参数计算

8．2农田土壤氮磷随机场的确立

8．2．1基于贝叶斯理论的条件模拟

8．2．2流域氮磷污染条件模拟

8．3基于信息外延的农业非点源污染随机模拟

8．4基于Kriging的非点源污染风险评估方法

8．5典型流域农业非点源污染风险影响分析

8．6研究展望

第9章流域非点源污染负荷反演模拟

9．1引言

9．2流域水环境污染反演计算理论与方法

9．2．1反演模拟方法

9．2．2建立水环境数学模型

9．3典型流域非点源污染反演模拟分析

9．3．1研究区概况

9．3．2面源污染负荷反演计算

9．3．3结果分析

9．4基于SWAT模型的流域非点源污染反演模拟应用

9．4．1分布式非点源模型应用

9．4．2SWAT模型结构描述

9．4．3理论与方法

9．4．4应用实例研究

第10章流域水环境生态系统综合治理模式

10．1流域水环境生态系统治理理念

10．2流域水环境系统污染评价

10．3流域水环境综合治理模式

10．3．1流域生态治理理论基础及原则

10．3．2小流域河湖环境治理模式

第11章平原河网流域水环境情景模拟及污染治理

11．1引言

11．2平原河网的非点源污染负荷模拟

11．2．1自然地理概况

11．2．2小流域产汇流计算

11．2．3流域DEM提取

11．2．4典型流域污染负荷情景模拟计算

11．3研究区非点源污染治理应用

11．4研究区河网水污染水利工程治理应用

11．4．1引言

11．4．2感潮河网水动力学模型建立及求解

11．4．3河网非稳态水质模型建立及求解

11．4．4引江调水方案设计及评价

第12章小流域湖泊水环境治理应用

12．1湖泊污染治理

12．2材料与实验方法

12．3动态复水模拟实验

12．3．1底泥磷释放

12．3．2底泥氮释放

12．3．3底泥上覆水P含量变化监测

12．3．4底泥上覆水N含量变化监测

12．4水土界面物质交换动态复水数学模拟

12．5小流域环境综合治理

参考文献

　　《流域水环境生态系统模拟评价与治理》主要包括五个方面内容：一是探讨了基于有限监测数据及变异性的定量化信息优化监测方法，针对分布式模型的参数确定及尺度转换问题，研究确立了模型输入信息插值及参数外延方法；二是研究分析面源污染的迁移转化机理，建立了相应的定量化计算模式；三是基于流域水环境污染影响因素的不确定性及随机变异性，选择典型小流域，进行了农业非点源污染随机模拟研究；四是紧密联系流域的陆域和湖泊水体，对流域非点源污染负荷进行反演模拟应用，量化了域污染风险；五是针对流域特性及小流域河湖水污染特征，构建了流域河网水系水生态改善及效应评价的技术与理论方法，提出了相应的水生态污染治理措施及流域综合治理模式。　　本书可供水文学与水资源、环境水利、农业工程等学科的科研人员、大学教师和相关专业的研究生和本科生参考和使用。　　本书主要采用多学科交叉研究的方法，通过理论探索研究、室内外试验和典型小流域应用分析相结合的途径，系统探讨了流域水环境模拟预测及治理问题。本书主要包括五个方面内容：一是探讨了基于有限监测数据及变异性的定量化信息优化监测方法，针对分布式模型的参数确定及尺度转换问题，研究确立了模型输入信息插值及参数外延方法；二是研究分析面源污染的迁移转化机理，建立了相应的定量化计算模式；三是基于流域水环境污染影响因素的不确定性及随机变异性，选择典型小流域，进行了农业非点源污染随机模拟研究；四是紧密联系流域的陆域和湖泊水体，对流域非点源污染负荷进行反演模拟应用，量化了域污染风险；五是针对流域特性及小流域河湖水污染特征，构建了流域河网水系水生态改善及效应评价的技术与理论方法，提出了相应的水生态污染治理措施及流域综合治理模式。　　本书可供水文学与水资源、环境水利、农业工程、土壤学、环境工程、水利工程等学科的科研人员、大学教师和相关专业的研究生和本科生，以及从事水资源管理领域的技术人员参考和使用。