流域水体污染监测与模拟

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 营养元素形成的水体污染 4
1.1.1 农田氮素在土壤中的运移和转化规律及其环境效应 4
1.1.2 土壤氮素的空间变异性与尺度提升 6
1.1.3 地下水中氮素运移与转化及其环境效应 8
1.2 重金属在土壤-作物系统中的环境效应 9
1.2.1 土壤中镉的动态过程 10
1.2.2 土壤中镉的吸附关系空间变异性对土壤镉运移的影响 12
1.3 土壤温室气体的综合环境效应 13
1.4 面源污染土壤中的微生物群落结构与功能 15
1.5 农田生态系统健康评价 16
参考文献 18
第2章 流域面源污染源强估计 26
2.1 面源污染源强 26
2.2 流域点源、面源污染源强估算方法 26
2.2.1 点源污染源强及其估算 26
2.2.2 农业面源污染源强及其估算 29
2.2.3 农业面源污染源强估算算例分析 33
2.3 城市面源污染源强估算 37
2.3.1 城市面源污染的来源与种类 37
2.3.2 城市降雨径流污染形成过程 39
2.3.3 地表径流污染程度的表征 40
2.3.4 城市面源案例分析 41
参考文献 50
第3章 流域面源污染监测 51
3.1 陆面水文过程与河道水文过程水力联系与污染物迁移 51
3.2 流域污染通量监测断面布设机制 54
3.2.1 水功能区监测断面布设情况 55
3.2.2 重点点源、面源污染负荷区监测断面布设 56
3.2.3 生态补偿断面布设 56
3.2.4 重点湖库监测断面布设 56
3.3 流域水文及面源污染监测断面设计 56
3.3.1 水功能区水质监测断面设计 56
3.3.2 重点点源、面源污染负荷区监测体系设计 64
3.3.3 生态补偿断面设计 66
3.3.4 重点湖泊和水库监测断面设计 66
3.4 流域水体污染基础数据采集 71
3.4.1 基础信息 71
3.4.2 能量信息 72
3.4.3 污染源资料 72
3.4.4 校准、验证所需的水文、泥沙和水质数据 73
3.4.5 其他资料 73
3.5 小流域面源污染监测方法 73
3.5.1 基于质量平衡法的面源集中排放区污染物入河量监测 73
3.5.2 基于特征污染物平衡的污染排放源强分析 73
3.6 面源污染同位素溯源及模拟方法 75
3.6.1 同位素溯源方法 75
3.6.2 同位素模拟方法 76
参考文献 81
第4章 流域污染物迁移转化过程模拟 84
4.1 流域面源污染模型 84
4.2 区域尺度水文模型构建理念 86
4.2.1 模型的建立 86
4.2.2 水文过程子模型 90
4.2.3 土壤侵蚀子模型 94
4.2.4 污染负荷子模型 95
4.3 陆面水文过程中污染物迁移转化动力学过程 95
4.3.1 污染物迁移转化动力学 95
4.3.2 土壤中营养元素与有机污染物的化学动力学 98
4.3.3 土壤中氮的迁移转化过程及其模拟 100
4.3.4 土壤中氮素的物理、化学和生物过程 102
4.3.5 土壤中磷的形态 104
4.3.6 土壤中磷的转化 106
4.3.7 土壤中氮、磷的迁移转化影响因素 106
4.4 河道水文及污染物迁移过程模拟 110
4.4.1 流域水质模型的实现 110
4.4.2 河网水环境系统模拟基本方程 113
4.5 植被生态过程模拟物理基础 114
4.5.1 Biome-BGC模型 114
4.5.2 农作物生长动力学模拟 116
4.6 参数敏感性分析 121
参考文献 122
第5章 釜溪河流域面源污染特性及模拟 123
5.1 釜溪河流域概况 123
5.1.1 地质地貌 123
5.1.2 河流及水文特征 123
5.1.3 气候特征 127
5.1.4 经济和社会概况 127
5.1.5 釜溪河流域水质 127
5.2 釜溪河流域水环境质量评价 130
5.2.1 评价因子及评价标准 130
5.2.2 评价方法 131
5.2.3 评价结果及分析 132
5.3 城市集中式饮用水源地水质评价 134
5.3.1 评价方法 134
5.3.2 评价标准 136
5.3.3 水质监测结果分析评价 136
5.4 釜溪河流域面源污染尺度特性分析 137
5.4.1 不同尺度的污染物差异性分析 138
5.4.2 流域污染通量的信息度量 146
5.5 釜溪河流域水文及污染过程模拟 150
5.5.1 参数敏感性分析 150
5.5.2 釜溪河流域污染通量过程模拟分析 152
参考文献 158
第6章 磷矿开采和农业面源对黄柏河流域水质影响 160
6.1 黄柏河流域概况 160
6.1.1 地理位置 160
6.1.2 河流特征 160
6.1.3 水文气象 160
6.1.4 地形地貌 161
6.1.5 地质 161
6.1.6 土壤 161
6.1.7 植被 162
6.1.8 土地资源 162
6.1.9 矿产资源 163
6.1.10 行政区划及人口 163
6.2 黄柏河流域污染特征及其问题 164
6.3 黄柏河流域点源、面源污染 165
6.3.1 磷矿排污调查 165
6.3.2 流域农村生活污水处理、排放及水质监测 170
6.3.3 畜禽养殖、排泄物处理、沼气等开发利用及排污情况调查 171
6.3.4 生活垃圾回收、处理及排放情况调查 171
6.3.5 黄柏河流域污染源强测定 172
6.4 黄柏河流域东支磷矿开采对水环境污染分析 174
6.4.1 磷矿开采工艺与污水排放 174
6.4.2 磷矿开采排污节点及平衡分析 181
6.4.3 重介质选矿污染排放及平衡分析 184
6.4.4 磷矿开采排放源强 188
6.5 黄柏河流域水文及污染过程模拟 190
6.5.1 子流域划分及基础信息展布 190
6.5.2 黄柏河流域水文及污染计算基础信息 195
6.5.3 黄柏河流域东支水文及水质过程模拟率定 196
6.6 磷矿开采对地表水体水环境的影响分析 199
6.7 对比案例分析 201
第7章 农业灌区污染过程模拟 204
7.1 农业灌区与流域水文及面源污染过程的比较 204
7.2 农业灌区水文特性的分布式水文及面源污染模型构建 205
7.2.1 水文基本单元及污染物迁移转化过程描述 205
7.2.2 灌区水文和污染物迁移转化过程 210
7.2.3 冻融期污染物迁移转化过程模拟 211
7.3 灌区水文及污染物迁移过程分析及参数率定 212
7.3.1 水稻灌区陆面水文和污染物迁移转化过程分析 212
7.3.2 冻融过程中不同下垫面污染物迁移转化特性研究 217
7.4 灌区水文及面源污染过程模拟 227
参考文献 229

本书包括9章：第1章对国内外在流域农业面源污染过程监测和模拟方面所开展的工作进行了总结和综述，第2章和第3章分别阐述了流域面源污染的物理过程以及影响因素，污染物在不同的介质中迁移转化过程的理论基础和模拟方法，第4章对面源污染排放源强测定方法，小流域尺度和灌区尺度的面源污染水质水量过程监测理论与方法进行了系统的总结；第5章，第6章分别就釜溪河流域和黄柏河流域两个流域水体污染的特点，