本書通過選取典型的鄉(xiāng)村小流域為研究案例,系統(tǒng)介紹小流域面源污染分析和水環(huán)境模擬的過程和方法。包括從流域水體污染監(jiān)測點的選擇和建立,水質數(shù)據(jù)的采集與分析,到如何應用不同的方法綜合評價流域水體水質;如何結合野外試驗觀測和模型模擬技術等研究手段分析面源污染時空分布特征及主要污染物負荷,到運用GIS技術和不同水文水質模型模擬小流域水文過程與估算面源污染負荷以分析流域水文情勢和水污染過程,并識別面源污染控制關鍵源區(qū)。同時,本書也評價流域土地利用和自然條件與人為活動的變化,以及在不同土地利用和人為活動情景下,流域污染情況的時空變化和多種流域綜合管理措施下的治污效果等,最終提出改善小流域面源污染的控制技術和綜合治理方案。
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1994年-1998年,學士,武漢大學
1998年-2001年,碩士,武漢大學
2001年-2004年,博士,武漢大學
2004年-2007年,博士, 日本愛媛大學2019年-今: 廣東省科學院生態(tài)環(huán)境與土壤研究所、研究員,博導
2013年-2019年:中科院大學、中國科學院南京地理與湖泊研究所、研究員,博導
2010年-2013年:日本京都大學,防災研究所、副教授
2009年-2010年:日本東京大學,生產技術研究所、助理教授
2007年-2009年:日本科學技術振興學會、JSPS研究員
2007年-2009年:日本東京大學,生產技術研究所、博士后水環(huán)境科學與工程中國科學“百人計劃”。主持國家自然科學基金重點項目、面上項目,廣東省重點研發(fā)計劃項目等20多項。國際地質災害與減災協(xié)會濱岸帶環(huán)境災害委員會,主席;
國際水文科學協(xié)會中國委員會遙感分委員會,副主席;
廣東省土壤學會,理事;廣州歐美同學會廣州留學人員聯(lián)誼會,理事;
日本水環(huán)境協(xié)會,國際會員;
「Geoenvironment Disasters」(Springer)常務副主編;
「Hydrological Research Letter」副主編;
「Landslides」(Springer, SCI影響因子=4.2)編委;
「生態(tài)環(huán)境學報」常務編委;「人民珠江」編委;
「日本水文水資源學會會刊」編委
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與意義 2
1.2 國內外研究進展 5
1.2.1 水質評價 5
1.2.2 面源污染模型 7
1.2.3 面源污染治理與流域管理 10
1.3 研究內容與研究思路 11
1.3.1 研究內容 11
1.3.2 技術路線 12
1.3.3章節(jié)架構 13
1.4 本書內容摘要 14
第2章 研究區(qū)概況與研究方法 17
2.1 研究區(qū)概況 18
2.1.1 自然狀況 18
2.1.2 社會經(jīng)濟狀況 19
2.1.3 面源污染現(xiàn)狀 21
2.2 研究方法 23
2.2.1 統(tǒng)計分析和圖表繪制 23
2.2.2 空間數(shù)據(jù)處理和土地利用變化分析 24
2.2.3 多元統(tǒng)計評價法 24
2.2.4 AnnAGNPS模型 25
2.2.5 土壤和水文評價工具模型 31
2.2.6 小流域水文模型(SFHM) 33
2.2.7 小流域水質模型(SFWQM) 34
第3章 流域土地利用變化和模擬 37
3.1 流域基礎地理要素分析 38
3.2 流域斑塊與景觀特征分析 41
3.3 流域土地利用變化模擬 43
第4章 流域水文水質監(jiān)測與分析 51
4.1 樣品采樣與處理 52
4.2 氣象水文特征 53
4.3 水質時空變化特征 55
4.3.1 時間聚類分析 55
4.3.2 時間主成分分析 56
4.3.3 空間聚類分析 58
4.3.4 空間主成分分析 59
4.4 營養(yǎng)鹽流失過程與特征 62
第5章 基于SWAT系列模型的流域水文水質模擬 67
5.1 流量模擬 68
5.1.1 SWAT模型和SFHM水文模擬和結果評價 68
5.1.2 SFHM參數(shù)敏感性分析 69
5.1.3 SFHM不確定性分析 73
5.2 營養(yǎng)鹽輸出模擬 75
5.2.1 SWAT模型和SFWQM水質模擬與結果評價 76
5.2.2 SFWQM參數(shù)敏感性分析 82
5.2.3 SFWQM不確定性分析 90
5.3 本章小結 100
第6章 基于SWAT系列模型的情景模擬與分析 102
6.1 模型情景模擬 103
6.1.1 基于自然和人類活動事件的情景模擬 103
6.1.2 基于特定土地利用類型變化的情景模擬 109
6.1.3 基于流域綜合管理措施的情景模擬 115
6.2 營養(yǎng)鹽負荷量估算 118
6.3 本章小結 125
第7章 基于AnnAGNPS的面源污染模型構建與調優(yōu) 126
7.1 模型輸入?yún)?shù)準備 127
7.1.1 空間參數(shù) 127
7.1.2 屬性參數(shù) 129
7.2 參數(shù)敏感性分析 131
7.3 模型校準和驗證 136
7.3.1 徑流的校準和驗證 136
7.3.2 氮磷營養(yǎng)鹽的校準和驗證 138
7.4 本章小結 140
第8章 基于AnnAGNPS的面源污染模擬與防治對策 141
8.1 氮磷營養(yǎng)鹽時間分布 142
8.2 氮磷營養(yǎng)鹽空間分布 144
8.3 氮磷營養(yǎng)鹽削減情景模擬 146
8.4 流域管理建議 147
8.4.1 情景模擬的營養(yǎng)鹽管理啟示 148
8.4.2 現(xiàn)有治理措施和治理效果 149
8.4.3 土地利用變化的水質效應及管理建議 150
8.4.4 景觀指數(shù)與水質關系及管理建議 152
8.5 本章小結 152
第9章 結論與展望 154
9.1 主要結論 155
9.2 特色與創(chuàng)新 157
9.3 問題與展望 157
參考文獻 159
附圖 野外考察和社會調查 175