本書通過選取典型的鄉(xiāng)村小流域?yàn)檠芯堪咐,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(cè)點(diǎn)的選擇和建立,水質(zhì)數(shù)據(jù)的采集與分析,到如何應(yīng)用不同的方法綜合評(píng)價(jià)流域水體水質(zhì);如何結(jié)合野外試驗(yàn)觀測(cè)和模型模擬技術(shù)等研究手段分析面源污染時(shí)空分布特征及主要污染物負(fù)荷,到運(yùn)用GIS技術(shù)和不同水文水質(zhì)模型模擬小流域水文過程與估算面源污染負(fù)荷以分析流域水文情勢(shì)和水污染過程,并識(shí)別面源污染控制關(guān)鍵源區(qū)。同時(shí),本書也評(píng)價(jià)流域土地利用和自然條件與人為活動(dòng)的變化,以及在不同土地利用和人為活動(dòng)情景下,流域污染情況的時(shí)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(shù)和綜合治理方案。
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1994年-1998年,學(xué)士,武漢大學(xué)
1998年-2001年,碩士,武漢大學(xué)
2001年-2004年,博士,武漢大學(xué)
2004年-2007年,博士, 日本愛媛大學(xué)2019年-今: 廣東省科學(xué)院生態(tài)環(huán)境與土壤研究所、研究員,博導(dǎo)
2013年-2019年:中科院大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所、研究員,博導(dǎo)
2010年-2013年:日本京都大學(xué),防災(zāi)研究所、副教授
2009年-2010年:日本東京大學(xué),生產(chǎn)技術(shù)研究所、助理教授
2007年-2009年:日本科學(xué)技術(shù)振興學(xué)會(huì)、JSPS研究員
2007年-2009年:日本東京大學(xué),生產(chǎn)技術(shù)研究所、博士后水環(huán)境科學(xué)與工程中國(guó)科學(xué)“百人計(jì)劃”。主持國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、面上項(xiàng)目,廣東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目等20多項(xiàng)。國(guó)際地質(zhì)災(zāi)害與減災(zāi)協(xié)會(huì)濱岸帶環(huán)境災(zāi)害委員會(huì),主席;
國(guó)際水文科學(xué)協(xié)會(huì)中國(guó)委員會(huì)遙感分委員會(huì),副主席;
廣東省土壤學(xué)會(huì),理事;廣州歐美同學(xué)會(huì)廣州留學(xué)人員聯(lián)誼會(huì),理事;
日本水環(huán)境協(xié)會(huì),國(guó)際會(huì)員;
「Geoenvironment Disasters」(Springer)常務(wù)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(xué)報(bào)」常務(wù)編委;「人民珠江」編委;
「日本水文水資源學(xué)會(huì)會(huì)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(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展 5
1.2.1 水質(zhì)評(píng)價(jià) 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?jī)?nèi)容與研究思路 11
1.3.1 研究?jī)?nèi)容 11
1.3.2 技術(shù)路線 12
1.3.3章節(jié)架構(gòu) 13
1.4 本書內(nèi)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(huì)經(jīng)濟(jì)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(jì)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(jì)評(píng)價(jià)法 24
2.2.4 AnnAGNPS模型 25
2.2.5 土壤和水文評(píng)價(jià)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(zhì)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(chǔ)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(zhì)監(jiān)測(cè)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(zhì)時(shí)空變化特征 55
4.3.1 時(shí)間聚類分析 55
4.3.2 時(shí)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(yíng)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(zhì)模擬 67
5.1 流量模擬 68
5.1.1 SWAT模型和SFHM水文模擬和結(jié)果評(píng)價(jià) 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(yíng)養(yǎng)鹽輸出模擬 75
5.2.1 SWAT模型和SFWQM水質(zhì)模擬與結(jié)果評(píng)價(jià) 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(jié) 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(dòng)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(yíng)養(yǎng)鹽負(fù)荷量估算 118
6.3 本章小結(jié) 125
第7章 基于AnnAGNPS的面源污染模型構(gòu)建與調(diào)優(yōu) 126
7.1 模型輸入?yún)?shù)準(zhǔn)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(zhǔn)和驗(yàn)證 136
7.3.1 徑流的校準(zhǔn)和驗(yàn)證 136
7.3.2 氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽的校準(zhǔn)和驗(yàn)證 138
7.4 本章小結(jié) 140
第8章 基于AnnAGNPS的面源污染模擬與防治對(duì)策 141
8.1 氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽時(shí)間分布 142
8.2 氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽空間分布 144
8.3 氮磷營(yíng)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(yíng)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(zhì)效應(yīng)及管理建議 150
8.4.4 景觀指數(shù)與水質(zhì)關(guān)系及管理建議 152
8.5 本章小結(jié) 152
第9章 結(jié)論與展望 154
9.1 主要結(jié)論 155
9.2 特色與創(chuàng)新 157
9.3 問題與展望 157
參考文獻(xiàn) 159
附圖 野外考察和社會(huì)調(diào)查 175