本書分七章，內(nèi)容包括：流域信息庫構建、水源地生態(tài)保護模型構建、流域污染現(xiàn)狀分析與評價、生態(tài)透水壩創(chuàng)新結構等。
流域水環(huán)境惡化及其引起的湖泊、水庫富營養(yǎng)化問題已成為當今頻發(fā)的環(huán)境災害之一年來，隨著洋河水庫流域城鎮(zhèn)化腳步的加快以及農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結構的變化，水庫水質惡化、水體富營養(yǎng)化加劇，嚴重影響了當?shù)厝诵箫嬎Ｒ虼藰嫿ㄈ饔蛳到y(tǒng)下的污染源識別、污染負荷估算和污染物遷移、擴散模型，計算各水系水域納污能力，評價現(xiàn)狀條件下各水系的水質狀況，采取源頭控污，沿程河道生態(tài)綜合整治，重要溝口節(jié)點修建人工生態(tài)濕地深度處置以及入庫河口處設置前置庫濕地一步深度處置剩余污染物等一系列工程與非工程措施，保護水源地水質，確保入庫水質達到理想的質量標準。
本書針對湖庫流域的點、面源污染問題，從污染源—河流水系—入庫河口（流域末端）的整體出發(fā)，研究湖庫流域污染源識別、時空分布特征、污染物遷移轉換規(guī)律；基于湖庫流域生態(tài)水能區(qū)水質目標要求，以的行政村莊或的子溝流域為計算單元，構建全流域污染物控制體系，流域網(wǎng)格化單元化、定污染物遷移過程、節(jié)點消減目標；并以洋河水庫流域為例，構建了“源頭控污→生態(tài)河道綜合治理→流域末端生態(tài)濕地（或稱前置庫）深度凈化→整體效果評價”一體化湖庫流域水資源生態(tài)保護技術體系。
本書闡述了以下內(nèi)容。
pan style="font-family: 宋體;">湖庫流域水環(huán)境納量控制管理技臺，實現(xiàn)網(wǎng)格化單元化、定流域內(nèi)污染物負荷量。
2.湖庫流域污染物運移擴散模型的構建過程。
3.針對流域各溝口節(jié)點水質目標，確定消減目標；實施流域源頭、河道及流域末端等節(jié)點水生態(tài)環(huán)境協(xié)同治理措施。
4.科學制定流域末端水質目標，實現(xiàn)入庫河流水質Ⅱ類水質達標天數(shù)不低于80%，Ⅲ類水質達標天數(shù)為。
5.不淤堵生態(tài)透水壩結構及其物理模型試驗，初步探討了透水壩淤堵間衰減的函數(shù)關系，突出了防淤堵創(chuàng)新結構。
6.流域污染源監(jiān)控與預警機制。
本書章分結了流域非點源污染和水環(huán)境模擬研究中的關鍵問題。并針對洋河水庫流域污染特點制定了研究內(nèi)容以及技術路線。第二章對流域污染源、水文、地質等水環(huán)行了實地調(diào)查，創(chuàng)建了流域污染物數(shù)據(jù)庫、地形數(shù)據(jù)庫、土地利用數(shù)據(jù)庫、降雨等數(shù)據(jù)庫。第三章構建了降雨匯流模型以及污染物遷移擴散模型，并對模型相關參行了率定、驗證。第四章分析完成了洋河水庫各支流水系、各計算單元的納污能力，對洋河水庫流域污染現(xiàn)行評價，確定影響洋河水庫流域水質的主要控制指標一步確定各單元污染物消減量。第五章制定了洋河水庫流域污染治理實施方案，詳述了“源頭控污→生態(tài)河道綜合治理→流域末端生態(tài)濕地（或稱前置庫）深度凈化→整體效果評價”一體化湖庫流域水資源生態(tài)保護技術體系。以各節(jié)點單元的控污目標為導向，確定消減量，確定入庫河口處污染物殘留量，合理確定河口前置庫生態(tài)濕地工程規(guī)模一步深度處理后入水庫。第六章詳細論述了生態(tài)透水壩的作用，凈化水質機理、設計的基本理論，論述了生態(tài)透水壩結構典型設計及其水工模型試驗過程，創(chuàng)建了生態(tài)透水壩滲透水量間衰減的函數(shù)，提出不淤堵生態(tài)透水壩創(chuàng)新結構，對今后透水壩的設計、推廣應用具有重要的指導意義。第七章構建了流域污染源監(jiān)控與預警機制，為洋河水庫流域污染以及水源地生態(tài)保護提供有力保障。
本書項目得到河北省高層次人才資助項目管理，博士后科研資助（項目編號B2016005007），為河北省水利科研計劃項目。本書項目研發(fā)過程中得到水利部海河水委員會環(huán)境保護局、天津大學建工學院、天津大學水利工程仿真與國家實驗室、秦皇島市水務局、秦皇島市洋河水庫管理處以及河北省水利水電勘測設計研究院的大力支持和幫助。本書由傅長鋒、編寫，李大鳴、戚藍和林超三位教授對本書提出誠懇的意見和建議。參加本書編寫的人還有李麗梅、李爽、及曉光、邵燁、季保群、顧立軍、姚志帆、卜世龍、劉崢等。
受時間和作者所限，書中難免存在錯誤和不足之處，懇請廣大讀者批評指正。
第一章緒論
第一節(jié)研究背景
第二節(jié)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
第三節(jié)主要研究內(nèi)容
第四節(jié)研究采用的主要方路線
第二章流域信息庫構建
節(jié)流域社會經(jīng)濟與及污染源調(diào)查
第二節(jié)┄流域污染源調(diào)查
第三節(jié)氣象與水文條件
第四節(jié)流域地形、地質條件
第五節(jié)流域水系及其構成
第六節(jié)流域信息庫的創(chuàng)建
第三章水源地生態(tài)保護模型構建
第―節(jié)降雨匯流模型
第二節(jié)污染物推移擴散模型
第三節(jié)河道消減及水域納污能力
水源地生態(tài)保護模型的構建
第五節(jié)模型參數(shù)的確定及驗證
第四章 流域污染現(xiàn)狀分析與評價
節(jié) 洋河水庫流域現(xiàn)狀污染分析
第二節(jié)現(xiàn)狀條件下水域納污能力分析
第五章水源地生態(tài)保護規(guī)劃與實施方案
節(jié)污染物源頭治理目標
第二節(jié)源頭控污及生態(tài)環(huán)境保護措施
第三節(jié)污染物源頭綜合整治后各單元水質分析
第四節(jié) 河道生態(tài)綜合整治措施
第五節(jié)流域納污能力分析
第六節(jié)河道生態(tài)治理后各單元（溝口）水質分析
第七節(jié)流域末端水質生態(tài)凈化措施——前置庫技術
第六章生態(tài)透水壩創(chuàng)新結構
節(jié)綜述
第二節(jié)生態(tài)透水壩設計理論基礎
第三節(jié)生態(tài)透水壩工程典型設計實例
第四節(jié)不堵塞生態(tài)透水壩結構
第七章流域污染源監(jiān)控與預警機制
第―節(jié)▁流域污染源動態(tài)監(jiān)測
第二節(jié)水源地水質變化趨勢的預警方法研究
附錄
附表pan style="font-family: 宋體;">現(xiàn)狀村莊各污染物排放量·
附表2各單元污染物應消減量
附表3河道治理前后各單元水域納污能力對照表
參考文獻
第一節(jié)研究背景
洋河水庫位于秦皇島市撫寧區(qū)大灣子村北，于1959年10月動工興建，196pan>年8月基本建成并投入使用，控制流域面積755km2庫容3.86億m3，其中調(diào)洪庫容2.88億m3，興利庫容1.4pan>億m3，是一座以防洪為主，兼顧城市供水、灌溉及發(fā)電等綜合利用任務的大（Ⅱ）型水利樞紐工程。洋河水庫供水目標為秦皇島市用水、水庫下游洋河灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉用水和水力發(fā)電。
為緩解秦皇島市用水的緊張局面，20世紀80年代末修建了引青濟秦工程。引青濟秦工程以洋河水庫為界，分為西線和東線。西線從桃林口小壩左側渠渠首隧洞出口處取水，通過明渠入燕河，經(jīng)燕河入西洋河洋河水庫。東線從洋河水庫至水廠段采用自流方式。洋河水庫是桃林口水庫向北戴河中央暑期辦公和秦皇島市區(qū)供水的中樞。
自20世紀90年代初以來，洋河水庫水體的富營養(yǎng)化問題越來越突出，藻類頻繁爆發(fā)。水庫富營養(yǎng)化使磷、氨氮、COD、BOD超標，嚴重影響了秦皇島市的城市供水質量，并年來洋河水庫富營養(yǎng)化的狀態(tài)呈不斷惡化的趨勢。
造成洋河水庫富營養(yǎng)化的主要原因如下：一是水庫上游嚴重的水土流失，運行五十多年的庫區(qū)淤積了大量富含氮、磷等營養(yǎng)物質的底泥；二是西洋河系（主要是盧龍縣北部地區(qū)）的甘薯種植面積不僅有了大幅度增加，而且淀粉加工量也劇增，使得水庫上游的水土流失加劇，同時大量淀粉加工廢入水庫；三是流域內(nèi)有相當多的生活污水、畜禽養(yǎng)殖糞便和生產(chǎn)廢水排入水庫。
洋河水庫作為秦皇島市座大（Ⅱ）型水利樞紐工程，從建成伊始至今，在防洪保安、保障供水，支撐社會經(jīng)濟發(fā)展等各方面一直發(fā)揮著不可替代的作用。因此對洋河水庫水源行環(huán)境治理及生態(tài)保護是十分必要的。
第二節(jié)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
一、非點源污染研展
對于非點源污染的研究主要起步于20世紀中葉的一些歐美國家，隨后逐漸在各國受到重視與發(fā)展。非點源污染的研究是開始于對其機理過程的認知，對非點源污染遷移轉化的物理化學機制的研究行模型定量化研究的基礎。體而言，對非點源污染的研究可以從研究角度出發(fā)概括為機理研究、模型研究與污染研究三個方面。
農(nóng)村非點源污染機理研究主括降雨徑流的研究、土壤侵蝕的研究。其中降雨徑流是基礎，土壤侵蝕是途徑。
（一）降雨徑流研究
1856年Darcy 提出的達西定律以及St.Venan給出的明渠非恒定流圣維南方程為降雨徑流理論奠定了理論基礎。真正意義上的降雨徑流模型是1935年Horton的產(chǎn)流理論。隨后各國學者紛紛對產(chǎn)流、匯行了大量的研究，與此同時出現(xiàn)了一些典型的研究成果：如1978年Duune、Freez等提出了坡面產(chǎn)流數(shù)學模型；1984年趙人俊等人提出了蓄滿產(chǎn)流、超滲產(chǎn)流理論；192pan>年以Ross為代表提出的分散性流域匯流模型——等流時線法；Sherman時段單位線；J·E·Nash 瞬時單位線；1979年Rodriguze-Iturbe等基于地貌特征和概率方法提出的地貌瞬時單位線法；1935年G.T.McCarthy提出的馬斯京根匯流演算法等。20世紀50年代美國水土保持局（Soil Conservation Service，SCS）提出的SCS曲線法，應用到流域水文模型中，模型簡單，應用廣泛，通過曲線數(shù)上
（CN）綜合考慮流域空間差異性，在一定程度上具有較高的精度年來，國外學者對SCS模行部分以及實現(xiàn)與GIS、RS組合的空間土地利用曲線數(shù)CN解譯和可視化，取得了一些很好的效果。目前降雨徑流的研究主要趨向于基于上述基本理論而針對研究側和具體情況采取的模型化研究與應用，如SWAT模型、MIKESHE模型、Stanford模型等。
（二）土壤侵蝕研究
土壤侵蝕是指土壤在內(nèi)外力（如水力、風力、重力、人為活動等）的作用下被分散、剝離、搬運和沉積的過程。土壤侵蝕應用于非點源的研究是從20世紀60年代美國提出土壤侵蝕方程USLE（TheRevised Universd Soil Loss Equation） 和后來的修正侵蝕方程RUSLE，模型的建立基于美緩坡地區(qū)資料，綜合考慮了降雨、地形、植被覆蓋、土壤可蝕性、水土保持等五大因素。20世紀80年代后期，美國研究出了基于土壤侵蝕物理機理過程的WEPP（Water Erosion Prediction Project）模型。相比國外，我國的土壤侵蝕研究較早，早期的研究主要是實地調(diào)查、監(jiān)測，基于統(tǒng)計原理采取量化估......
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