【正文】 隨坡面徑流沉積于地勢(shì)更低的區(qū)域。之后又經(jīng)多次的修訂和改進(jìn)， HSPF 模型成功集成了美國(guó)環(huán)保署雅典實(shí)驗(yàn)室多項(xiàng)非點(diǎn)源污染模型研究成果 (如 HSP、 ARM、 NPS 等模塊 )，并將一些常見(jiàn)污染物和毒性有機(jī)物的水解、氧化、光解、生物降解、揮發(fā)和吸收等 6種沉積化學(xué)作用模式納入該模型之中，在結(jié)合水動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了沙、粉沙和粘土三種沉積物以及 BOD、 DO、氮、磷、農(nóng)藥等多種污染物的地表、壤中徑流過(guò)程和蓄積、遷移、轉(zhuǎn)化的綜合模擬。 D237。 Vassata(1982)對(duì) 前置庫(kù)技術(shù)在湖泊和水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化治理方面展開(kāi)了研究，并肯定了前置庫(kù)技術(shù)在湖庫(kù)水體污染方面的重要作用。 阮伏水 和 周伏建 (1995)對(duì)福建安溪、龍海等地的梯田的水土保持效益進(jìn)行了評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)梯田的徑流系數(shù)僅為％，同順坡種植相比，其攔蓄徑流率和攔沙率分別高達(dá) ％和 99％。 李懷恩 等 , 20xx)。植被緩沖帶 (如草溝和者植被過(guò)濾帶 )可以通過(guò)其滯緩徑流、 14 沉降泥沙、促進(jìn)徑流下滲、強(qiáng)化過(guò)濾和增強(qiáng)吸附等功能來(lái)有效過(guò)濾和凈化地表徑流中營(yíng)養(yǎng)物、沉積物、病原體、重金屬和農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染物 (倪九派 等 , 20xx。 、化肥的施用管理。 Richardson(1992)就農(nóng)田徑流產(chǎn)生量與農(nóng)田耕作方式之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)耕作農(nóng)田的泥沙和養(yǎng)分流失量要明顯高于免耕農(nóng)田。為了實(shí)現(xiàn)非點(diǎn)源污染排放量的有效控制，首先必須 13 明確在充分發(fā)揮水體自凈能力且滿足水質(zhì) 標(biāo)準(zhǔn)情況下，水體所能承受某種污染物的最大負(fù)荷量，即實(shí)施總量控制。 孟春紅和 趙冰 (20xx)以AGNPS模型為研究手段，對(duì)御臨河流域農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染負(fù)荷的空間分布狀況進(jìn)行了分析研究，結(jié)果表明 4 類(lèi)土地利用方式 (耕地、林地、園地、居民用地 )中，耕地污染負(fù)荷貢獻(xiàn)最大，而園地污染負(fù)荷貢獻(xiàn)量最小。 王小治 等 , 20xx)、 雙陽(yáng)河流域 (孟丹等 , 20xx)以 及 沙潁河流域 (曹昕鑫 等 , 20xx)的 農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染 發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與關(guān)鍵源區(qū)的識(shí)別中有了初步的應(yīng)用，但就總體而言，目 前國(guó)內(nèi)有關(guān)的 APPI法研究較少，且研究層次主要停留在簡(jiǎn)單的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)結(jié)合研究區(qū)自身的特點(diǎn)，盡快的將這類(lèi)研究手段進(jìn)行本地化，以提高中國(guó)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的控制效率。 Gao, 20xx)、 媯水河流域 (李琪等 , 20xx)等地有著少量的研究應(yīng)用。 Dechmi et al., 20xx)。 Birr amp。 Wood, 20xx。 e. HSPF模型 (詳見(jiàn) ) 3)其它非點(diǎn)源污染負(fù)荷估算方法 隨著非點(diǎn)源污染研究的不斷深入，除以上這些經(jīng)典非點(diǎn)源污染負(fù)荷定量研究方法之外，其它新的估算 方法和模型也層出不窮。 Bera, 20xx)。 Kang et al., 20xx。 由于 AGNPS模型的單事件版本的模擬基于場(chǎng)次計(jì)算，不適于流域物理過(guò)程 9 的長(zhǎng)期演變及土壤侵蝕時(shí)空分布規(guī)律等研究，在實(shí)際應(yīng)用中往往存在許多局限性。 b. GLEAMS(groundwater loading effects of agricultural management systems)模型是由美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究署 ( USDAARS)和美國(guó)喬治亞大學(xué)共同研發(fā)的基于連續(xù)降雨事件的集總式模型，主要包括了水文、侵蝕 /泥沙和農(nóng)藥三大模塊，可進(jìn)行土壤侵蝕、農(nóng)田徑流、蒸發(fā)蒸騰、滲濾、化學(xué)物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化模擬，但更多的用于地下水中農(nóng)藥遷移過(guò)程的模擬和負(fù)荷量的估算 (Leonard et al., 1987。 2)過(guò)程機(jī)理模型 由于非點(diǎn)源污染經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型在進(jìn)行污染負(fù)荷估算的時(shí)候回避了非點(diǎn)源污染發(fā)生過(guò)程及內(nèi)在機(jī)制等難點(diǎn)問(wèn)題，僅考慮模型的輸入與輸出關(guān)系，雖然具有所需參數(shù)較少、數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單方便等優(yōu)點(diǎn)，但主要適用于以年為尺度的污染負(fù)荷量的計(jì)算，不適合短期污染負(fù)荷量的計(jì)算，且很難在與建模試驗(yàn)區(qū)存在較大自然條件或者人為因素差異的地區(qū)推廣應(yīng)用。 Preston et al., 20xx。 SPARROW 模型主控方程如下： iNn iJjR jiS jijnjni HHZSF ??? ?????? ?? ? ?? ?1 )( , )39。在 6 總氮輸入方面還考慮了植物的固氮、氮的大氣沉降等因素 , 很大程度上豐富了輸出系數(shù)模型的內(nèi)容 , 提高了模型對(duì)土地利用狀況變化的靈敏性 (薛利紅和楊林章 , 20xx)。 Beaulac amp。 鄧 歐平等 , 20xx)成為了當(dāng)前非點(diǎn)源污染研究的又一熱點(diǎn)。 王學(xué) 等 , 20xx)以及在定此基礎(chǔ)上所進(jìn)行的非點(diǎn)源污染評(píng)價(jià)和控制管理 (王曉燕 等 , 20xx。 周慧平 等 , 20xx。 自 20世紀(jì) 80年代末、 90年代初以來(lái)，非點(diǎn)源污染控制相關(guān)的影響因子以及污染物遷移轉(zhuǎn)化方面的研究繼續(xù)得到加強(qiáng)，其中微生物的遷移轉(zhuǎn)化成為新的研究熱點(diǎn)。 綜上所述，為了更好地實(shí)現(xiàn)流域非點(diǎn)源污染的控制與管理，有效改善地表河流水體的水質(zhì)，目前仍需對(duì)以下幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行深入研究： 1)以非點(diǎn)源污染模型為研究手段，實(shí)現(xiàn)流域非點(diǎn)源污染物在水陸界面中遷移的動(dòng)態(tài)模擬及定量描述，是進(jìn)行流域非點(diǎn)源污染總量控制的前提和重要環(huán)節(jié)； 2)利用環(huán)境同位素和水文化學(xué)分析基本水文過(guò)程，對(duì)基流流量進(jìn)行定量，評(píng)估基流對(duì)該流域非點(diǎn)源污染貢獻(xiàn)量，并結(jié)合流域特征，構(gòu)建地表徑流與基流非點(diǎn)源污染負(fù)荷分割模型，是進(jìn)行流域污染負(fù)荷分割的基礎(chǔ)； 3)分析 研究地表徑流以及基流中污染物的年際變化與月動(dòng)態(tài)規(guī)律，以及不同情景變化下污染負(fù)荷的變化規(guī)律，為制定相應(yīng)的最佳管理措施提供依據(jù)。ller et al., 20xx)。ller et al., 20xx。盡管隨著 相應(yīng)污染防治技術(shù)的發(fā)展，人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高，地表徑流排放的污染物的控制和管理已日見(jiàn)成效，但由于欠缺對(duì)地下水質(zhì)管理方面的考慮，使得地表河流水體的水質(zhì)并沒(méi)有得到明顯的改善 (Freeze amp。 Folmar, 1999)。 Hudak, 20xx。 然而，非點(diǎn)源污染并不僅僅局限于河流、湖泊等地表水體，不合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)同樣容易引發(fā)地下水系統(tǒng)的非點(diǎn)源污染問(wèn)題 (Hall et al., 20xx。 Gong et al., 20xx)， 全球受非點(diǎn)源污染影響面積 占總 陸地 面積的 30%－50%(Dennis amp。 Yang et al., 20xx。由此可見(jiàn)，如何有效控制非點(diǎn)源 (尤其是農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源 )污染己成為許多國(guó)家和地區(qū)進(jìn)一步控制水體污 染、改善水環(huán)境的關(guān)鍵所在。 DeSimone and Howes, 1998。 Gburek amp。 問(wèn)題的提出： 自 20 世紀(jì) 70 年代至今，大量有關(guān)非點(diǎn)源污染方面的研究為流域尺度上水環(huán)境非點(diǎn)源污染物的控制和管理提供了理論上和方法上的支持和借鑒。 M252。 M252。然而，由于無(wú)法有效地通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)基流分割的結(jié)果進(jìn)行科學(xué)論證，致使各種徑流分割和水源界定的理論和方法之間仍存在著較大爭(zhēng) 議，如何準(zhǔn)確地估算基流量則成為了基流非點(diǎn)源污染貢獻(xiàn)評(píng)估的關(guān)鍵。 例 如 ， CREAMS(USDA, 1980) 、 ANSWERS(Beasley et al., 1980) 、GLEAMS(Leonard et al., 1987)、 AGNPS(Young et al., 1989)等諸多經(jīng)典非點(diǎn)源污染 4 模型的出現(xiàn)、傳統(tǒng)的土壤流失方程的改進(jìn) (修改為 RUSLE)(Renard et al., 1997)以及最佳管理措施 (BMPs)的進(jìn)一步發(fā)展和完善都標(biāo) 志著非點(diǎn)源污染研究已經(jīng)由原先簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)分析向機(jī)理模型研究轉(zhuǎn)變，由平均負(fù)荷輸出或單場(chǎng)暴雨分析向連續(xù)的時(shí)間響應(yīng)分析轉(zhuǎn)變，而模型的發(fā)展也由原先的集總式向分布式模型發(fā)展，模型的研究開(kāi)始以過(guò)程為依據(jù)、并與管理、控制措施相結(jié)合，更強(qiáng)調(diào)普遍適用性和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 王少平 等 , 20xx。 趙中華 和 邱祖民 , 20xx。 羅運(yùn)祥 等 , 20xx。 1)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型 輸出系數(shù)模型又稱(chēng)單位面積負(fù)荷法，指通過(guò)估算不同土地利用類(lèi)型 用污染物輸出系數(shù)（即單位時(shí)間單位面積該種土地利用類(lèi)型污染物總負(fù)荷，單位多以 kg?hm2?a1 表示）來(lái)估算流域輸出的面源污染負(fù)荷量的一種集總式的簡(jiǎn)便面源污染負(fù)荷估算方法，其最早 于 20世紀(jì) 70年代初期在北美地區(qū)提出，并被用于土地利用與湖泊富營(yíng)養(yǎng)化關(guān)系以及相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷量估算的研究(Reckhow et al., 1980。 對(duì)人口的輸出系數(shù)則主要根據(jù)生活污水的排放和處理情況來(lái)決定。 Brakebill, 1999)，從而在空間上實(shí)現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)與流域污染源數(shù)據(jù)及影響遷移的土壤和地表水體特征的關(guān)聯(lián)，最早被用于美國(guó)新澤西州地表水污染物遷移的估算和描述 (Smith et al., 1997)。 McMahon et al., 20xx。 故 n 次暴雨非點(diǎn)源污染物的加權(quán)平均濃度為：?????njAjAjnjjWWCC11 (8) 在求得該加權(quán)平均濃度（即地表暴雨徑流平均污染物濃度）之后，可以根據(jù)實(shí)測(cè)的暴雨徑流量計(jì) 算出地表徑流引起的非點(diǎn)源污染負(fù)荷量，然后再加上枯季徑流 (基流 )所產(chǎn)生的負(fù)荷量，即可以得出該流域的年總負(fù)荷量。然而，由于模型中的侵蝕模塊以經(jīng)驗(yàn)公式為基礎(chǔ)，僅局限于總的泥沙遷移過(guò)程的模擬，并不能模擬地下水、地表徑流飽和度等子過(guò)程；加之缺乏對(duì)土壤中污染物的運(yùn)移、土壤水與地表水的交換以及不穩(wěn)定水流運(yùn)動(dòng)等方面的考慮，使得 ANSWERS模型在進(jìn)行非點(diǎn)源污染過(guò)程模擬時(shí)存在一定的不確定性，尤其是不適合于以壤中流為主的流域 (夏軍 等 , 20xx)?？傮w而言， AGNPS模型單事件版本自推出以來(lái)，在美國(guó)、歐洲等地區(qū)的非點(diǎn)源污染研究中得到了廣泛應(yīng)用，在土壤水和地下水營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的連續(xù)模擬以及流域景觀特征、 水文以及土地利用規(guī)劃等領(lǐng)域表的模擬應(yīng)用中均現(xiàn)出良好的適應(yīng)性，模型中大量經(jīng)驗(yàn)公式的采用使其在數(shù)據(jù)短缺地區(qū)同樣具有較強(qiáng)適應(yīng)性。因此， SWAT 模型自開(kāi)發(fā)以來(lái)，在水環(huán)境非點(diǎn)源污染研究領(lǐng)域得到了廣泛的承認(rèn)和普 及 (Grizzetti et al., 20xx, 20xx。 宋林旭 等 , 20xx)，并被 認(rèn)為是在農(nóng)業(yè)和森林為主的流域具有連續(xù)模擬能力的最有前途的非點(diǎn)源模型(Borah amp。因此，今后加強(qiáng) SWAT模型應(yīng)用的同時(shí)，探討模型在不同地區(qū)、不同研究管理?xiàng)l件、不同研究對(duì)象的適用性，通過(guò)不斷地驗(yàn)證來(lái)完善 SWAT模型，無(wú)論是對(duì)于模型自身的發(fā)展還是水環(huán)境非點(diǎn)源污染的研究都具有重要意義。如何利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段，進(jìn)行流域內(nèi)非點(diǎn)源污染關(guān)鍵源區(qū)的分析與識(shí)別，從而保證流域非點(diǎn)源污染控制與管理措施的針對(duì)性和有效性，已經(jīng)成為提高非點(diǎn)源污染的治理成效亟待解決的一個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題 (Endreny amp。 Gburek et al., 20xx。o et al., 20xx。 Zhou amp。 APPI法在我國(guó) 太湖流域 (周徐海等 , 20xx。 Ma et al.(20xx)以 密歇根 Monow湖 Kalamazoo子流域?yàn)檠芯繉?duì)象，利用AGNPS模型對(duì)該地區(qū)的徑流量、土壤侵蝕、氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽負(fù)荷量進(jìn)行了模擬，發(fā)現(xiàn)農(nóng)田村莊和馬場(chǎng)是非點(diǎn)源磷污染的兩個(gè)關(guān)鍵源區(qū)。 非點(diǎn)源污染的控制與管理 非點(diǎn)源污染的控制與管理主要包括三個(gè)方面，首先是對(duì)污染源 (尤其是關(guān)鍵源 )的控制，將非點(diǎn)源污染物的排放控制在一定限度，尋求經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)的之間的平衡點(diǎn)； 其次是基于非點(diǎn)源污染的擴(kuò)散機(jī)理的非點(diǎn)源污染物擴(kuò)散途徑的控制，通過(guò)采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)最大限度地減少污染物進(jìn)入地表或地下水體的量；最后則是匯系統(tǒng)的控制與管理。 Chichester amp。因此，在結(jié)合流域自身非點(diǎn)源污染特點(diǎn) (如地表徑流與基流非點(diǎn)源污染負(fù)荷貢獻(xiàn)量 )的基礎(chǔ)上，合理地選擇耕作方式對(duì)于流域內(nèi)非點(diǎn)源污染的控制具有重要意義。 2)非點(diǎn)源污染物遷移途徑的控制 。 王良民 和 王彥輝 , 20xx。作為水土保持坡面治理工程的兩種主要措施，梯田工程和山邊溝一方面可以有效促進(jìn)降雨入滲來(lái)減少地表徑流，從而降低 因土壤侵蝕而引起的農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的風(fēng)險(xiǎn)，另一方面則可以直接攔蓄天然降水以及上部來(lái)的徑流和泥沙，有效減少非點(diǎn)源污染物的負(fù)荷量。隨后 Nyholm et al.(1978)、 Fiala amp。 Braskerud, 20xx。 Davis, 1980)。 PERLND 模塊的適用于流域中透水地段水文水質(zhì)模擬，其水文過(guò)程的模擬 16 涵蓋了降水 (雨、雪 )、降水截留、洼地儲(chǔ)蓄、蒸發(fā)、蒸騰、入滲、地表徑流、壤中流和地下水流的模擬，水質(zhì)方面的模擬則包括了顆 粒沉積物、化學(xué)污染物、有機(jī)物質(zhì)的運(yùn)移及其衰減和污染物之間的相互反應(yīng)等。一定區(qū)域內(nèi)地面降水 徑流的變化過(guò)程的模擬 — 水文過(guò)程模擬，成為了非點(diǎn)源污染研究的一個(gè)重要內(nèi)容。 Tzoraki et al.(20xx)、 Kourgialas et al.(20xx)的研究結(jié)果表明 HSPF 模型適用于喀斯特流域水文過(guò)程的模擬；而 Zhang amp。 Duan et al.(20xx)使用 HSPF 模擬了美國(guó)圣路易斯灣土地利用變化對(duì)水文和水質(zhì)參數(shù)的影響，表明林地面積減少將導(dǎo)致泥沙輸出增加和水質(zhì)惡化。因此，研究和評(píng)估模型輸入數(shù)據(jù)時(shí)空分辨率或尺度的差異對(duì)模擬結(jié)果可能產(chǎn)生的影響，對(duì)于檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷倪m用性、評(píng)價(jià)由模型輸入數(shù)據(jù)所帶來(lái)的不確定性具有重要意義。 4)HSPF 模型的不確定性分析 模型是 以數(shù)學(xué)的方法為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)化的易于確定和處理的相似表現(xiàn)型式，僅是現(xiàn)實(shí)世界的逼近和簡(jiǎn)化，任何模型都不是完美的，其