流域水污染源解析与精细化管理

　　本书立足于为国家水污染防治攻坚战的决胜提供支撑，基于水质目标精细化管理的需求，介绍了一套基于“陆-水”一体化耦合模型的流域污染源解析技术体系，能实现流域污染物产量、排放量的动态量化，并提供一套流域污染源动态排放和负荷清单的编制方法，详细总结了如何利用数值模型定量分析不同污染源对流域控制断面精细化贡献的方法。并在此基础上介绍了图书提出的技术体系在湟水河流域和沱江流域的典型应用实例，旨在为水环境质量目标精细化管理提供方便、快捷的陆源输入核算，陆-水环境响应评估，水环境污染贡献追溯和污染源调控分析等技术方案，以期为流域或区域尺度的水污染防治、水污染修复等有序推进提供理论依据、技术参考和案例借鉴。本书具有较强的技术应用性和针对性，可供从事流域污染源解析、水污染溯源以及水污染治理等工作的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校环境科学与工程、生态工程、市政工程及相关专业师生参阅。

　　陈岩，2007年入职生态环境部环境规划院，从事流域污染治理、流域模拟与大数据分析、水环境容量（承载力）研究；在2013年4月任水环境模拟信息室主任，负责模拟信息室的工作；在2020年4月任国家环境保护环境规划与模拟重点实验室副主任，负责重点实验室环境规划模拟与环境容量（承载力）的工作。先后以专题负责人参加了国家《水污染防治行动方案》（水十条）、《重点流域水污染防治“十一五”、“十二五”、“十三五”规划》的编制工作。“十一五”以来，主持或重点参与了省、部级水污染防治研究的重点项目超过30余项，包括国家水环境管理平台建设、国家基于容量和质量的污染控制体系研究、中国环境质量模型法规化研究、国家污染控制与水质响应等方面的研究，以及河南、青海、内蒙等多个省、市的环境承载力、环境容量核算、问题诊断与达标方案、“水十条”的编制工作等。

第1章概述11.1流域水质管理概论21.2国外水质目标管理经验21.2.1日本总量控制计划21.2.2美国最大日负荷总量（TMDL）计划31.2.3欧盟水框架指令31.3我国流域水质管理的发展41.3.1以浓度控制为主的阶段41.3.2以总量控制为主的阶段41.3.3水质目标管理的阶段51.4我国现行流域水质目标管理体系51.4.1流域水质目标管理遵循的主要原则51.4.2流域水质目标管理的主要制度61.4.3流域水质目标管理技术体系61.5我国现行流域水质目标管理的问题81.6流域水质目标精细化管理81.6.1流域水质目标精细化管理理论81.6.2流域水质目标精细化管理技术需求91.6.3流域水质目标精细化管理技术方案10第2章流域水环境质量评价与水质目标122.1流域水环境质量评价的概念与分类132.1.1单因子评价法132.1.2综合评价法132.2水质目标管理体系内涵与特点142.3控制单元与水质目标152.4水环境质量基准及标准确定162.5水环境容量172.5.1水环境容量的定义与类型172.5.2水环境容量的计算方法172.5.3水环境容量的计算流程182.5.4水环境容量的计算模型182.6陆地汇入与水质响应关系192.7流域污染物总量分配202.7.1污染物总量分配原则202.7.2污染物总量分配方法20第3章流域污染源解析223.1流域污染来源与特征233.2流域污染源解析技术方法233.2.1点源量化解析技术243.2.2非点源量化解析技术243.3流域污染源调查253.3.1流域污染源调查的目的253.3.2流域污染源调查范围及内容263.4流域污染源产排量估算273.4.1点源产生量和排放量估算273.4.2非点源产生量和排放量估算273.5流域污染源入河负荷量核算283.5.1污染负荷量核算模型283.5.2模型构建方法283.6流域污染源动态清单及其编制333.6.1流域污染源总入河量动态清单333.6.2流域区县的不同污染源的入河量动态清单343.6.3流域乡镇年内入河量动态清单343.6.4流域控制单元年内入河量动态清单343.7流域污染源通量时空分析353.7.1全流域不同污染源类型通量分析353.7.2全流域不同行政单元污染源通量分析353.7.3全流域不同控制单元污染源通量分析35第4章流域污染源水质断面贡献率解析364.1污染源贡献率概念374.2污染源贡献率核算技术方法374.2.1基于占比法的污染源排放与入河贡献率计算方法374.2.2基于化学质量平衡原理和一维河网模型的贡献率核算384.2.3基于化学质量平衡原理和非点源模型的贡献率核算394.2.4基于排除法的污染源贡献率核算394.2.5基于增加法的污染源贡献率核算394.2.6基于河道断面污染物通量占比法的污染源贡献率核算（数值模拟法）394.3基于陆水耦合模型的水质断面贡献解析技术414.3.1模型架构414.3.2陆源解析模型424.3.3陆地入汇模型454.3.4河网水动力水质模型514.3.5计算单元关联与汇总554.3.6陆地-河网耦合模型564.4流域污染源水质断面贡献率时空变化分析574.4.1时间贡献率变化分析574.4.2空间贡献率变化分析57第5章污染源调控实际实施后效果评价585.1流域污染源调控理论595.2流域污染源调控技术方法595.3流域污染源调控效果评价与方法615.4基于数值模型的调控效果评价技术62第6章典型案例分析：湟水河流域水质精细化分析与管理636.1湟水河流域特征646.2湟水河流域污染源调查646.2.1基于调查法的点源解析656.2.2基于排污系数法的非点源解析666.3湟水河流域污染源产排量解析与时空分布676.3.1湟水河流域点源污染排放量解析与时空分布676.3.2湟水河流域非点源污染排放量解析与时空分布796.4湟水河流域污染源入河量解析与时空分布816.4.1全流域入河量816.4.2不同县级市年总污染源入河量856.4.3不同乡镇年污染物入河量876.4.4不同控制单元年污染物入河量876.5湟水河流域水质断面污染贡献率动态分析886.5.1全年不同污染源对重点断面贡献率886.5.2水期不同类型污染源对重点断面贡献率956.5.3水期不同乡镇对重点断面贡献率1056.5.4月份不同类型污染源对重点断面贡献率1096.5.5月份不同乡镇对重点断面贡献率1196.6重点断面首要贡献源分析1426.6.1边墙村1426.6.2扎马隆1436.6.3金滩1456.6.4塔尔桥1466.6.5小峡桥1476.6.6乐都1496.7湟水河流域“十四五”污染源调控实际实施后效果评价1506.7.1污水处理厂建设和提标改质项目1506.7.2规模化畜禽养殖场治理项目1526.7.3调控效果分析1526.8湟水河流域污染源防控对策与建议157第7章典型案例分析：沱江流域水质精细化分析与管理1597.1沱江流域特征1607.1.1自然环境特征1607.1.2地形特征1607.1.3土壤特征1607.1.4水文气候特征1617.1.5水质变化特征1617.2沱江流域污染源调查1637.3沱江流域污染源产排量解析与时空分布1637.3.1全流域污染源排放总量分析1637.3.2非点源排放量占比分析1647.3.3点源排放量占比分析1677.4沱江流域污染源入河量解析与时空分布1687.4.1全流域不同污染源入河分析1687.4.2全流域不同控制单元入河分析1697.4.3全流域不同乡镇入河分析1717.5沱江流域水质断面污染贡献率动态分析1747.5.1全流域水质控制断面的污染贡献1747.5.2水质控制断面乡镇管控清单1937.5.3重污染断面的污染贡献分析2017.6重点断面首要贡献源分析2117.6.1全年污染源贡献分析2117.6.2不同月份污染源贡献分析2137.6.3不同水期水质污染源贡献分析2157.6.4不同行政区域污染贡献分析2187.6.5不同控制单元污染贡献分析2207.6.6管控清单分析2227.7沱江流域污染源防控对策与建议2247.7.1开展工业源全面达标行动2257.7.2实施城镇污水处置补短板行动2257.7.3实施废污水管控能力提升工程2257.7.4实施面源系统防控工程2267.7.5实施磷污染减排攻坚行动2267.7.6全流域不同水系针对性精细化管控方案227参考文献229