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第1章 绪论1

1.1 概述1

1.1.1 流域水环境问题1

1.1.2 农业非点源污染3

1.2 非点源污染的不确定性5

1.3 非点源污染研究中的几个关键问题6

1.4 流域水环境模拟研究发展趋势9

第2章 非点源污染信息监测与模拟研究11

2.1 水污染模拟方法11

2.2 非点源污染模型研究概述11

2.3 分布式非点源模型模拟尺度19

2.4 非点源污染信息的监测采样方法研究22

2.5 非点源污染模型不确定性和参数识别研究25

第3章 基于参数外延的非点源污染监测及分析模式28

3.1 非点源污染的定量化随机监测28

3.2 基于参数外延的非点源污染模拟分析模式29

3.3 农业非点源污染样本信息监测系统设计32

3.4 非点源污染信息监测及定量模拟尺度35

3.5 基于Kriging原理的信息变异性分析方法38

第4章 非点源污染信息变异性统计及插值40

4.1 典型流域产污影响因素特征统计40

4.2 流域非点源污染本底值监测及统计分析42

4.2.1 样本信息监测42

4.2.2 样本信息统计特征44

4.3 基于Kriging的空间变异模型建立及有效估值46

4.4 小流域典型降雨—径流—产污实验47

4.5 原状土柱产污特性实验监测53

4.5.1 人工降雨模拟实验53

4.5.2 土壤中硝态氮存储结构实验分析54

4.6 实验流域不同尺度的氮磷变异性统计57

4.7 变异因子提取及空间数据外延插值66

4.7.1 变异因子选取和数据预处理66

4.7.2 空间数据外延插值建模68

第5章 农业非点源空间信息优化采样方法72

5.1 优化样本数确定方法72

5.2 优化采样结构设计74

5.3 确定最优采样间距76

5.4 野外实验非均匀采样模型的建立77

5.5 优化采样方法的应用及对比分析79

第6章 分布式水文模型建立84

6.1 流域水文模拟84

6.2 分布式水文模型构建84

6.2.1 流域水文模型概述84

6.2.2 产汇流模型85

6.2.3 产流计算方法86

6.2.4 汇流演算88

6.3 实验流域模型参数确定89

6.3.1 土壤下渗参数89

6.3.2 产汇流模型参数91

6.3.3 水土流失特性参数94

第7章 非点源污染产生机理及氮磷定量化模拟97

7.1 非点源污染产生机理97

7.1.1 降雨径流过程污染98

7.1.2 土壤侵蚀过程污染99

7.1.3 地表溶质溶出过程101

7.1.4 土壤溶质入渗过程101

7.2 氮磷素污染负荷模型102

7.3 实验流域氮磷污染定量化模拟验证104

7.3.1 径流过程模拟104

7.3.2 氮磷素流失规律模拟105

7.3.3 氮磷素模拟误差分析108

第8章 典型流域农业非点源污染的随机模拟及风险分析111

8.1 分布式模型参数敏感性111

8.1.1 敏感性分析方法及参数确定111

8.1.2 非点源污染模拟敏感性参数计算112

8.2 农田土壤氮磷随机场的确立114

8.2.1 基于贝叶斯理论的条件模拟114

8.2.2 流域氮磷污染条件模拟116

8.3 基于信息外延的农业非点源污染随机模拟122

8.4 基于Kriging的非点源污染风险评估方法129

8.5 典型流域农业非点源污染风险影响分析130

8.6 研究展望134

第9章 流域非点源污染负荷反演模拟135

9.1 引言135

9.2 流域水环境污染反演计算理论与方法136

9.2.1 反演模拟方法136

9.2.2 建立水环境数学模型138

9.3 典型流域非点源污染反演模拟分析138

9.3.1 研究区概况138

9.3.2 面源污染负荷反演计算139

9.3.3 结果分析140

9.4 基于SWAT模型的流域非点源污染反演模拟应用141

9.4.1 分布式非点源模型应用141

9.4.2 SWAT模型结构描述142

9.4.3 理论与方法143

9.4.4 应用实例研究146

第10章 流域水环境生态系统综合治理模式152

10.1 流域水环境生态系统治理理念152

10.2 流域水环境系统污染评价153

10.3 流域水环境综合治理模式154

10.3.1 流域生态治理理论基础及原则154

10.3.2 小流域河湖环境治理模式155

第11章 平原河网流域水环境情景模拟及污染治理159

11.1 引言159

11.2 平原河网的非点源污染负荷模拟159

11.2.1 自然地理概况159

11.2.2 小流域产汇流计算160

11.2.3 流域DEM提取163

11.2.4 典型流域污染负荷情景模拟计算167

11.3 研究区非点源污染治理应用171

11.4 研究区河网水污染水利工程治理应用176

11.4.1 引言176

11.4.2 感潮河网水动力学模型建立及求解177

11.4.3 河网非稳态水质模型建立及求解178

11.4.4 引江调水方案设计及评价180

第12章 小流域湖泊水环境治理应用184

12.1 湖泊污染治理184

12.2 材料与实验方法185

12.3 动态复水模拟实验187

12.3.1 底泥磷释放188

12.3.2 底泥氮释放190

12.3.3 底泥上覆水P含量变化监测192

12.3.4 底泥上覆水N含量变化监测194

12.4 水土界面物质交换动态复水数学模拟195

12.5 小流域环境综合治理197

参考文献198