摘要：在(zai)闡述非(fei)點(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)污(wu)(wu)染的(de)(de)(de)概念、特點(dian)(dian)(dian)(dian)、成因的(de)(de)(de)基礎(chu)上，從(cong)非(fei)點(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)污(wu)(wu)染模型、土(tu)地利用方式對非(fei)點(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)污(wu)(wu)染的(de)(de)(de) 影(ying)響 、新技術 應用 三個方面(mian)對國內外非(fei)點(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)污(wu)(wu)染的(de)(de)(de) 研(yan)究(jiu) 進(jin)(jin)展和(he)存在(zai)的(de)(de)(de) 問(wen)題(ti) 做了 分析 ，并對非(fei)點(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de) 發(fa)展 趨(qu)勢進(jin)(jin)行了展望。

關(guan)鍵(jian)詞：非點(dian)源 新技術 研(yan)究 進(jin)展

水資源(yuan)(yuan)危機 目前 已成(cheng)為(wei)世界(jie)上一(yi)(yi)個十分尖銳的(de) 社會 問題，水資源(yuan)(yuan)危機不(bu)僅表現(xian)在水量的(de)不(bu)足，更反應在水質的(de)惡化。隨(sui)著 工業 污染(ran)源(yuan)(yuan)的(de)有效(xiao)控制，非點源(yuan)(yuan)污染(ran)已經成(cheng)為(wei)我(wo)國重要污染(ran)類型之一(yi)(yi)，如何(he) 科學 地認識(shi)并有效(xiao)控制非點源(yuan)(yuan)污染(ran)因(yin)而成(cheng)為(wei)一(yi)(yi)個緊(jin)迫的(de)研究課題。

從世界范圍(wei)來看，非(fei)(fei)點(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)已成為水環(huan)境的(de)(de)(de)一大污(wu)染源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)或首(shou)要污(wu)染源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)。在(zai)美國(guo)，60%的(de)(de)(de)水環(huan)境污(wu)染起源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)于非(fei)(fei)點(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)。在(zai)奧地(di)(di)利北部(bu)地(di)(di)區，據 計算(suan) 進入水環(huan)境的(de)(de)(de)非(fei)(fei)點(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)氮量(liang)遠比(bi)點(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)大。丹麥270條河(he)流(liu)94%的(de)(de)(de)氮負荷、52%的(de)(de)(de)磷負荷是由非(fei)(fei)點(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)污(wu)染引起的(de)(de)(de)。荷蘭(lan)農業非(fei)(fei)點(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)提供的(de)(de)(de)總(zong)氮、總(zong)磷分別占水環(huan)境污(wu)染總(zong)量(liang)的(de)(de)(de)60%和40%～50%。在(zai)我國(guo)，非(fei)(fei)點(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)污(wu)染問(wen)題也日益嚴重，在(zai)太湖和滇池等重要湖泊，非(fei)(fei)點(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)污(wu)染已經成為水質惡化的(de)(de)(de)主要原(yuan)因(yin)之(zhi)一。

1. 非點源(yuan)污染

非點(dian)源(yuan)(yuan)是指時(shi)(shi)空上無法(fa)定點(dian)監(jian)測的(de)、與(yu)大(da)氣、水文、土壤、植(zhi)被、地(di)質、地(di)貌(mao)、地(di)形等(deng)環境條(tiao)件和(he)人類(lei)活動密切相關的(de)，可隨時(shi)(shi)隨地(di)發(fa)生的(de)，直接對大(da)氣、土壤、水構(gou)成(cheng)(cheng)污(wu)染(ran)的(de)污(wu)染(ran)物來源(yuan)(yuan)。非點(dian)源(yuan)(yuan)污(wu)染(ran)(Nonpoint pollution )，或稱(cheng)面源(yuan)(yuan)污(wu)染(ran)(Diffused pollution)，是指溶解性或固體(ti)污(wu)染(ran)物在大(da)面積(ji)降(jiang)水和(he)徑流沖刷作用下匯入(ru)受納(na)水體(ti)而(er)(er)引起的(de)水體(ti)污(wu)染(ran)。與(yu)點(dian)源(yuan)(yuan)污(wu)染(ran)相比，非點(dian)源(yuan)(yuan)污(wu)染(ran)的(de)時(shi)(shi)空范圍更廣，不(bu)確(que)定性更大(da)，成(cheng)(cheng)分、過程更復雜，因而(er)(er)加深(shen)相應的(de)研究、治理(li)和(he)管理(li)政策制(zhi)定的(de)難度。

非(fei)(fei)點(dian)源(yuan)污(wu)染包括(kuo)大氣環(huan)境的(de)非(fei)(fei)點(dian)源(yuan)、土壤(rang)環(huan)境的(de)非(fei)(fei)點(dian)源(yuan)和水(shui)環(huan)境的(de)非(fei)(fei)點(dian)源(yuan)三(san)類。水(shui)環(huan)境的(de)非(fei)(fei)點(dian)源(yuan)包括(kuo)大氣干(gan)濕沉(chen)降(jiang)、暴雨(yu)徑流、底泥二(er)次污(wu)染和生(sheng)物污(wu)染等諸多方面。降(jiang)雨(yu)徑流污(wu)染，即通常意義(yi)(狹義(yi))的(de)非(fei)(fei)點(dian)源(yuan)污(wu)染，是與降(jiang)水(shui)過程伴隨(sui)進行的(de)地表(biao)徑流污(wu)染。土壤(rang)侵蝕(shi)介于大氣干(gan)濕沉(chen)降(jiang)、降(jiang)雨(yu)徑流之(zhi)間(jian)，既包括(kuo)風蝕(shi)，又(you)包括(kuo)水(shui)蝕(shi)，是二(er)者(zhe)的(de)有(you)機結(jie)合[1]。一(yi)般將非(fei)(fei)點(dian)源(yuan)污(wu)染分為城市(shi)和 農村(cun) 非(fei)(fei)點(dian)源(yuan)污(wu)染兩(liang)大類。

非點源污(wu)(wu)染(ran)物發(fa)生后(hou)隨地(di)表和(he)地(di)下徑流(liu)進(jin)行(xing)復雜的(de)(de)(de)遷(qian)移(yi)(yi)和(he)轉化(hua)過程(cheng)(cheng)(沉降物還有經大氣遷(qian)移(yi)(yi)的(de)(de)(de)過程(cheng)(cheng))。遷(qian)移(yi)(yi)方式因污(wu)(wu)染(ran)物類型而有所(suo)不同，如濕(shi)地(di)的(de)(de)(de)非點源污(wu)(wu)染(ran)研究中發(fa)現，固體顆粒(li)、磷和(he)農藥主要經地(di)表徑流(liu)進(jin)入濕(shi)地(di)，而氮(dan)主要經地(di)下徑流(liu)進(jin)入濕(shi)地(di)。與污(wu)(wu)染(ran)物遷(qian)移(yi)(yi)過程(cheng)(cheng)相伴的(de)(de)(de)是一系列的(de)(de)(de)物理、化(hua)學(xue)和(he)生物的(de)(de)(de)轉化(hua)過程(cheng)(cheng)，這些過程(cheng)(cheng)均(jun)因污(wu)(wu)染(ran)物、 自然 環境和(he)歷時的(de)(de)(de)差異而發(fa)生變化(hua)。

非(fei)(fei)點(dian)源(yuan)(yuan)污(wu)染(ran)的(de)(de)成(cheng)因有(you)(you)(you)水(shui)土(tu)流(liu)失(shi)、城市膨脹、農藥化肥(fei)過(guo)量(liang)使用、廢棄物堆放等，土(tu)地利用方式不合理是關鍵(jian)。非(fei)(fei)點(dian)源(yuan)(yuan)來源(yuan)(yuan)面廣，它(ta)夾帶著大量(liang)的(de)(de)泥沙、營(ying)(ying)養物、有(you)(you)(you)毒(du)有(you)(you)(you)害物質進入江河、湖庫(ku)，引起(qi)水(shui)體(ti)懸(xuan)浮物濃度升高、有(you)(you)(you)毒(du)有(you)(you)(you)害物質含量(liang)增(zeng)加，溶解(jie)氧減(jian)少，水(shui)體(ti)富營(ying)(ying)養化和(he)酸化。在(zai)(zai)發達國(guo)(guo)家，隨著工(gong)業和(he)生活污(wu)染(ran)源(yuan)(yuan)等點(dian)污(wu)染(ran)源(yuan)(yuan)的(de)(de)有(you)(you)(you)效控制(zhi)，非(fei)(fei)點(dian)源(yuan)(yuan)污(wu)染(ran)已成(cheng)為水(shui)體(ti)污(wu)染(ran)的(de)(de)主(zhu)要因素(su)，20世紀60年(nian)代發達國(guo)(guo)家開始關注非(fei)(fei)點(dian)源(yuan)(yuan)污(wu)染(ran)，20世紀70年(nian)代起(qi)進行系統研究，并付(fu)諸管理實踐。在(zai)(zai)發展(zhan) 中國(guo)(guo) 家，相對于點(dian)源(yuan)(yuan)污(wu)染(ran)而言(yan)，非(fei)(fei)點(dian)源(yuan)(yuan)污(wu)染(ran)仍未引起(qi)應(ying)有(you)(you)(you)的(de)(de)重視(shi)。

2. 非點源污染模型(xing)

非點(dian)(dian)源污(wu)(wu)染(ran)(ran)模型通過對(dui)整個流域(yu)系(xi)統(tong)及(ji)其內部發生(sheng)(sheng)的復(fu)雜污(wu)(wu)染(ran)(ran)過程進行定量描述，可以幫助我們分(fen)析非點(dian)(dian)源污(wu)(wu)染(ran)(ran)產生(sheng)(sheng)的時間(jian)(jian)和空間(jian)(jian)特征，識(shi)別其主(zhu)要來(lai)源和遷移路(lu)徑，預報污(wu)(wu)染(ran)(ran)的產生(sheng)(sheng)負(fu)荷(he)及(ji)其對(dui)水體的影響，并評估土地利(li)用的變化以及(ji)不同的管理(li)與技術(shu)措(cuo)施對(dui)非點(dian)(dian)源污(wu)(wu)染(ran)(ran)負(fu)荷(he)和水質(zhi)的影響，為(wei)流域(yu)規劃和管理(li)提供決策依據(ju)。

2.1模型的發展(zhan)

人類開始全面認識(shi)和研(yan)(yan)究(jiu)非(fei)點源(yuan)污染的(de) 歷史 并不長，70年(nian)代以前，人們對非(fei)點源(yuan)污染已逐漸(jian)有所認識(shi)并開始研(yan)(yan)究(jiu)，但(dan)這個時期的(de)研(yan)(yan)究(jiu)多限于(yu)現象的(de)因果分(fen)析，定量化的(de)研(yan)(yan)究(jiu)則寥(liao)寥(liao)無幾[2]。

自70年(nian)代(dai)中(zhong)后期以(yi)(yi)來，隨著對非(fei)(fei)點(dian)源污染物理化學(xue)過程(cheng)研究的(de)深入和對非(fei)(fei)點(dian)源過程(cheng)的(de)廣泛監測，機理模型逐(zhu)漸成為(wei)非(fei)(fei)點(dian)源模型開發的(de)主要方向，其中(zhong)著名的(de)有模擬城(cheng)市(shi)暴(bao)雨徑流污染的(de)SWMM、STORM，模擬農(nong)業污染的(de)ARM，流域(yu)模型ANSWERS、CREAMS和AGNPS，以(yi)(yi)及單位線類(lei)模型[3]。

90年代后期，隨著計算(suan)(suan)機(ji)技(ji)術的(de)(de)飛速發(fa)(fa)展和3S技(ji)術在(zai)流(liu)域研(yan)究(jiu)中(zhong)的(de)(de)廣泛應用，一些(xie)功能強大(da)的(de)(de)超大(da)型流(liu)域模型被開發(fa)(fa)出(chu)來。這些(xie)模型已(yi)經不再是(shi)單純的(de)(de)數學(xue)運算(suan)(suan)程序，而是(shi)集空間信息處理(li)、數據庫技(ji)術、數學(xue)計算(suan)(suan)、可視化表達等功能于(yu)一身的(de)(de)大(da)型專業(ye)軟件。其(qi)中(zhong)比(bi)較(jiao)著名的(de)(de)有美國國家環(huan)保局開發(fa)(fa)的(de)(de)BASINS和美國農業(ye)部(bu)農業(ye)研(yan)究(jiu)所開發(fa)(fa)的(de)(de)AGNPS等。

2.2 非點源機(ji)理模型的結構(gou)特點

完整的非點源(yuan)污染模(mo)型一般由四個子模(mo)型構成(cheng)，如(ru)右(you)圖(tu)所示。由于(yu)應用(yong)的目的不同，實際(ji)中非點源(yuan)模(mo)型的結構往往更為復雜，可(ke)能涉及(ji)水質模(mo)擬(ni)、氣候模(mo)擬(ni)、作物生長模(mo)擬(ni)和管理(li)控制費用(yong)估(gu)算等方面的子模(mo)型。

降雨(yu)徑流(liu)(liu)模型用來(lai)解(jie)決(jue)各類流(liu)(liu)域的產匯(hui)流(liu)(liu)問題，即推求流(liu)(liu)量過(guo)程(cheng)線與徑流(liu)(liu)量。它是(shi)整(zheng)個研究的基礎(chu)，因為降雨(yu)徑流(liu)(liu)過(guo)程(cheng)是(shi)形(xing)成(cheng)非(fei)點(dian)源污染(ran)的直(zhi)接(jie)動力，可見，對其描(miao)述的合理性(xing)和準確性(xing)直(zhi)接(jie)影響到(dao)非(fei)點(dian)源污染(ran)模型的模擬結果。

土壤侵蝕(shi)與泥沙輸移(yi)模型研究(jiu)流(liu)域產(chan)沙及河流(liu)輸沙問題，泥沙不僅本身是一種重(zhong)要的(de)非點源污(wu)染(ran)物(wu)，而且還能吸(xi)附和夾帶許多其它污(wu)染(ran)物(wu)(如N、P和重(zhong)金屬)。

污(wu)染物的遷(qian)移轉化過(guo)程(cheng)子(zi)模型研(yan)究(jiu)污(wu)染物(液態(tai)和固態(tai))在徑流形(xing)成過(guo)程(cheng)中的轉化和輸移過(guo)程(cheng)，幾乎涉(she)及化學的所(suo)有領域，是(shi)非點源污(wu)染研(yan)究(jiu)的核心 內容 。

受納水(shui)(shui)體水(shui)(shui)質子模(mo)型研(yan)究非點源(yuan)(yuan)污(wu)染負(fu)荷對受納水(shui)(shui)體的(de)影(ying)響(xiang)，是進行非點源(yuan)(yuan)污(wu)染研(yan)究的(de)目的(de)。現有模(mo)型大都未將受納水(shui)(shui)體水(shui)(shui)質子模(mo)型包(bao)括在內，因為其研(yan)究歷(li)史(shi)比非點源(yuan)(yuan)污(wu)染長，也更成熟(shu)[4]。

2.3 常用非點源污染模型的比較

目(mu)前非(fei)(fei)點(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)模(mo)(mo)型(xing)數量繁多(duo)，表1對目(mu)前影響(xiang)較(jiao)大、應用較(jiao)廣的(de)(de)6個機理(li)模(mo)(mo)型(xing)進行了(le) 總(zong)結 ，并由(you)此可(ke)以發非(fei)(fei)點(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)模(mo)(mo)型(xing)發展的(de)(de)一些特點(dian)：①模(mo)(mo)型(xing)的(de)(de)空間和時間尺度逐步擴大;②統計(ji)模(mo)(mo)型(xing)在非(fei)(fei)點(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)模(mo)(mo)型(xing)中仍然具有(you)不可(ke)替代(dai)的(de)(de)地位。由(you)于非(fei)(fei)點(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)模(mo)(mo)型(xing)的(de)(de)機理(li)十分復雜，使得對非(fei)(fei)點(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)污染過(guo)程精確的(de)(de)物理(li)描述幾(ji)乎不可(ke)能(neng);③3S技術被普遍(bian)采用，并成為非(fei)(fei)點(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)模(mo)(mo)型(xing)建立(li)中不可(ke)或缺的(de)(de)重(zhong)要工具。

2.4 現有模型(xing)存在的問(wen)題

(1)干沉(chen)降對水體傳輸作用被(bei)忽視;污染物的(de)(de)(de)遷移轉化(hua)研(yan)究(jiu)多為(wei)COD、TN、TP等;對毒性污染物由(you)于(yu)技(ji)術存在(zai)上的(de)(de)(de)難度(du)，對其在(zai)空中(zhong)、地表的(de)(de)(de)遷移轉化(hua)研(yan)究(jiu)較少;

(2)各類非點源模型均(jun)對實測(ce)資料(降雨、徑流、泥沙和水質同步監測(ce)數據等)的(de)依賴程度(du)高，很(hen)難用于(yu)無資料或資料條件較差的(de)流域;

(3)實用模(mo)(mo)型中，經驗(yan)性(xing)模(mo)(mo)型多，考慮污(wu)染物遷(qian)移轉化(hua)的(de)機理(li)類模(mo)(mo)型少。

表1：　常見非點源(yuan)模型對(dui)比

模型名稱最(zui)早開發時間(jian)(jian)最(zui)新(xin)版本發布時間(jian)(jian)參(can)數形式(shi)空間(jian)(jian)尺(chi)度時間(jian)(jian)尺(chi)度時間(jian)(jian)步長模型結構(gou)

ANSWERS19771996分散參數流域開始為單次暴(bao)(bao)雨，后發展為長期連續暴(bao)(bao)雨期為60s，非暴(bao)(bao)雨期為1d水文模型(xing)(xing)考慮(lv)降(jiang)雨初損(sun)、入滲、坡面(mian)流和(he)(he)蒸發;侵蝕模型(xing)(xing)考慮(lv)濺蝕、沖蝕和(he)(he)沉積(ji);早期并(bing)不考慮(lv)污染(ran)(ran)物遷移，后補充了氮、磷子模型(xing)(xing)，復(fu)雜污染(ran)(ran)平衡

CREAMS1979集中參數農(nong)田小區長期連續1天SCS水文模(mo)型(xing)，Green Ampt入滲模(mo)型(xing)，蒸(zheng)發(fa);侵蝕模(mo)型(xing)考慮濺(jian)蝕、沖蝕、河道侵蝕和沉積;氮、磷負荷，簡單污染物平衡

AGNP19871998分(fen)散參數流域開始為(wei)單(dan)次(ci)暴雨(yu)，后(hou)發展為(wei)長(chang)期連續1天SCS水文(wen)模型;通用土壤(rang)流失方程;氮、磷和(he)COD負荷，不考(kao)慮污染物平衡

SWAP19962000集中參數流域長期連續(xu)1天SCS水文模型，入滲，蒸(zheng)發，融(rong)雪;改進通(tong)用土壤流失方程氮磷(lin)負荷，復雜污染物平衡

LAOD1996分(fen)散參數流(liu)域長期(qi)連(lian)續1天產流(liu)系數法(fa)計算(suan)徑(jing)流(liu)量;無(wu)侵蝕模(mo)型(xing);統計模(mo)型(xing)計算(suan)BOD、TN、TP負荷(he)

HSPF19761996集(ji)中(zhong)參(can)數流域長期(qi)連續從1分鐘到(dao)1 天(tian)斯坦福(fu)水文模(mo)型(xing)侵(qin)蝕(shi)模(mo)型(xing)考慮雨滴濺蝕(shi)、徑(jing)流沖刷(shua)侵(qin)蝕(shi)和(he)沉積作(zuo)用(yong);污染(ran)物包(bao)括氮、磷(lin)和(he)農藥等，考慮復(fu)雜的污染(ran)物平衡

3. 土地(di)利用方式與非(fei)點源污(wu)染

土(tu)(tu)地(di)(di)(di)利用方(fang)式(shi)(shi)是(shi) 影響 非點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)污(wu)(wu)染的(de)(de)關鍵(jian)性(xing)因(yin)(yin)素。土(tu)(tu)地(di)(di)(di)利用方(fang)式(shi)(shi)取(qu)決(jue)于(yu)一(yi)些重要(yao)的(de)(de) 自然(ran) 與 社(she)會 經(jing)濟 因(yin)(yin)素，如氣候、水文、土(tu)(tu)壤(rang)、地(di)(di)(di)貌(mao)、經(jing)濟水平、產(chan)業結構、技術、 教育 水平等(deng)。另一(yi)方(fang)面(mian)，土(tu)(tu)地(di)(di)(di)利用方(fang)式(shi)(shi)反過來(lai)影響諸如化(hua)學物質輸入輸出、徑流、土(tu)(tu)壤(rang)、植(zhi)被類型(xing)(xing)(xing)(xing)、地(di)(di)(di)形(xing)地(di)(di)(di)貌(mao)、耕(geng)作方(fang)式(shi)(shi)等(deng)因(yin)(yin)素[5]。剖析非點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)污(wu)(wu)染與土(tu)(tu)地(di)(di)(di)利用方(fang)式(shi)(shi)之(zhi)間關系的(de)(de)常(chang)(chang)見的(de)(de)形(xing)式(shi)(shi)是(shi)區(qu)域(yu)(流域(yu)或城(cheng)市區(qu)域(yu))非點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)污(wu)(wu)染可(ke)(ke)能性(xing)評價，又稱(cheng)非點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)污(wu)(wu)染風(feng)險評價。在進(jin)行評價時(shi)中應注意的(de)(de) 問題 有：①風(feng)險評價總模型(xing)(xing)(xing)(xing)可(ke)(ke)以(yi)是(shi)簡單的(de)(de)指數模型(xing)(xing)(xing)(xing)或秩模型(xing)(xing)(xing)(xing)，也可(ke)(ke)以(yi)是(shi)復雜的(de)(de)機制模型(xing)(xing)(xing)(xing)。前(qian)者(zhe)常(chang)(chang)用于(yu)定性(xing)分區(qu)，后者(zhe)常(chang)(chang)用于(yu)流域(yu)非點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)污(wu)(wu)染總量(liang)估算[6];②各因(yin)(yin)子(zi)的(de)(de)量(liang)化(hua)同(tong)樣需(xu)要(yao)有合適的(de)(de)模型(xing)(xing)(xing)(xing)支持，如水土(tu)(tu)流失(shi)因(yin)(yin)子(zi)可(ke)(ke)用USLE模型(xing)(xing)(xing)(xing)來(lai)量(liang)化(hua);③在流域(yu)的(de)(de)非點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)污(wu)(wu)染 研(yan)究 中，可(ke)(ke)隨機選取(qu)一(yi)定量(liang)的(de)(de)網格樣本(ben)進(jin)行操作，而后進(jin)行插值，推算全流域(yu)的(de)(de)非點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)污(wu)(wu)染狀況(kuang)。

當點(dian)源污(wu)(wu)染得到有效(xiao)監控時，非(fei)(fei)點(dian)源污(wu)(wu)染尤其(qi)是農業非(fei)(fei)點(dian)源污(wu)(wu)染將成為(wei)(wei)影響(xiang)地(di)(di)表(biao)水(shui)水(shui)質的(de)(de)(de)主要(yao)因素。不適當的(de)(de)(de)土(tu)地(di)(di)利(li)(li)用和(he)農田管理模式會導致土(tu)壤侵(qin)蝕和(he)過量N、P隨地(di)(di)表(biao)徑(jing)流(liu)(liu)流(liu)(liu)失，從而(er)導致大面(mian)積的(de)(de)(de)非(fei)(fei)點(dian)源污(wu)(wu)染。李俊然等(deng)利(li)(li)用地(di)(di)理信息(xi)系(xi)統GIS研究(jiu)了(le)于橋水(shui)庫流(liu)(liu)域內不同的(de)(de)(de)土(tu)地(di)(di)利(li)(li)用結構(gou)(gou)(林(lin)地(di)(di)、草地(di)(di)和(he)耕(geng)地(di)(di))與地(di)(di)表(biao)水(shui)水(shui)質的(de)(de)(de)相關關系(xi)[7]，結果表(biao)明(ming)，在以單(dan)一土(tu)地(di)(di)利(li)(li)用類型為(wei)(wei)主控制(zhi)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)域中(zhong)，林(lin)地(di)(di)、草地(di)(di)控制(zhi)的(de)(de)(de)小(xiao)流(liu)(liu)域的(de)(de)(de)地(di)(di)表(biao)水(shui)水(shui)質明(ming)顯好于以耕(geng)地(di)(di)為(wei)(wei)主的(de)(de)(de)小(xiao)流(liu)(liu)域;在不同土(tu)地(di)(di)類型(草地(di)(di)、林(lin)地(di)(di)和(he)耕(geng)地(di)(di))的(de)(de)(de)結合結構(gou)(gou)下，各項污(wu)(wu)染物濃度介(jie)于單(dan)一利(li)(li)用的(de)(de)(de)小(xiao)流(liu)(liu)域之間;在其(qi)它(ta)條件相似(si)時，隨著(zhu)小(xiao)流(liu)(liu)域內林(lin)地(di)(di)和(he)耕(geng)地(di)(di)比類的(de)(de)(de)增加，非(fei)(fei)點(dian)源污(wu)(wu)染降(jiang)低，而(er)隨著(zhu)耕(geng)地(di)(di)比類的(de)(de)(de)升高，非(fei)(fei)點(dian)源污(wu)(wu)染有逐漸增大的(de)(de)(de)趨勢。

4. 新(xin)技術的 應用

計算 機(ji)技術和3S(地理信息系統(tong)GIS、遙(yao)感技術RS和全球定位系統(tong)GPS)技術的 發展(zhan) 為非(fei)點源(yuan)污染研究提(ti)供了全新(xin)的手段。

4.1 GIS在非點(dian)源污染研究中的應用

非(fei)點(dian)源(yuan)污染(ran)負荷定量化研(yan)究(jiu)是(shi)流域(yu)污染(ran)環境(jing)治理(li)的(de)重要基(ji)礎工作，而(er)利(li)用非(fei)點(dian)源(yuan)污染(ran)模(mo)(mo)(mo)型(xing)來(lai)估(gu)算和模(mo)(mo)(mo)擬(ni)非(fei)點(dian)源(yuan)污染(ran)負荷是(shi)對非(fei)點(dian)源(yuan)污染(ran) 規律 進(jin)行評價研(yan)究(jiu)的(de)基(ji)本(ben) 方法 之一(yi)[8]。一(yi)個好(hao)的(de)模(mo)(mo)(mo)型(xing)應該充分(fen)考(kao)慮(lv)(lv)區域(yu)的(de)空間變異性以及能夠利(li)用分(fen)布式的(de)過程來(lai)模(mo)(mo)(mo)擬(ni)污染(ran)情況。但一(yi)旦考(kao)慮(lv)(lv)空間變異性，會使(shi)模(mo)(mo)(mo)型(xing)的(de)輸入和輸出(chu)參數(shu)變得繁多(duo)而(er)復雜，而(er)GIS的(de)應用正好(hao)解決了(le)這個問題。

GIS用(yong)于(yu)環境(jing)模(mo)(mo)(mo)型研究，使模(mo)(mo)(mo)型的(de)三(san)維顯示、空(kong)間 分析 能力、空(kong)間模(mo)(mo)(mo)擬能力得到加強(qiang);另一方面，GIS的(de)介(jie)入，使環境(jing)模(mo)(mo)(mo)型的(de)檢驗、校正更加容易，而(er)且GIS的(de)空(kong)間表(biao)現能力會使環境(jing)模(mo)(mo)(mo)型的(de)視覺效果有質的(de)飛(fei)躍(yue)[9]，從(cong)而(er)有助于(yu)模(mo)(mo)(mo)型質量(liang)的(de)改進(jin)和提高。GIS在非點(dian)源(yuan)污染研究中的(de)應用(yong)，本質上也是(shi)GIS與非點(dian)源(yuan)污染模(mo)(mo)(mo)型結合(集(ji)成)的(de)問題(ti)[10]。 目前 GIS與水質模(mo)(mo)(mo)型集(ji)成，在促進(jin)模(mo)(mo)(mo)型改進(jin)和標準化(hua)，以(yi)及進(jin)行模(mo)(mo)(mo)型間的(de)比較等(deng)方面扮演越來越重(zhong)要的(de)角色[11]。

4.2 RS技術(shu)在非點源污染(ran)研究(jiu)中的應用

RS與GIS研究對象都是(shi)空(kong)間(jian)實體(ti)，RS著眼于(yu)(yu)空(kong)間(jian)數(shu)(shu)據的(de)(de)采集(ji)和分類，是(shi)GIS重(zhong)(zhong)要(yao)的(de)(de)信(xin)(xin)息(xi)源和數(shu)(shu)據更(geng)新手(shou)段;GIS側重(zhong)(zhong)于(yu)(yu)空(kong)間(jian)數(shu)(shu)據的(de)(de)管理分析，是(shi)RS信(xin)(xin)息(xi)提(ti)取與分析的(de)(de)重(zhong)(zhong)要(yao)手(shou)段。由(you)于(yu)(yu)RS可實時、快(kuai)速地記錄大(da)面積流域的(de)(de)空(kong)間(jian)信(xin)(xin)息(xi)及各(ge)種(zhong)變化(hua)參數(shu)(shu)，提(ti)供精確的(de)(de)定性和定量數(shu)(shu)據，并能對各(ge)種(zhong)信(xin)(xin)息(xi)進行(xing)定量分析、動(dong)態監測和自動(dong)成圖，已成為(wei)目前(qian)非點源研究中獲取流域各(ge)種(zhong)信(xin)(xin)息(xi)的(de)(de)主要(yao)手(shou)段。

GIS與RS結合后，通(tong)過RS圖像可在(zai)較大(da)的(de)(de)(de)范(fan)圍內(nei)，調查區(qu)域土(tu)地(di)(di)利用現狀、植被覆蓋、水(shui)土(tu)流(liu)(liu)失的(de)(de)(de)分布、面(mian)積及(ji)程度(du)，可以(yi)準確(que)、快速、連續地(di)(di)提出區(qu)域水(shui)土(tu)流(liu)(liu)失的(de)(de)(de)主要指(zhi)標，進而給GIS提供實(shi)效性強、準確(que)度(du)高(gao)、監(jian)(jian)測(ce)(ce)范(fan)圍大(da)、具(ju)有綜合性的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)源(yuan)，有助于GIS數(shu)據(ju)庫(ku)的(de)(de)(de)及(ji)時更新，確(que)保(bao)系統的(de)(de)(de)現勢(shi)性，特別(bie)在(zai)污(wu)染(ran)監(jian)(jian)測(ce)(ce)方(fang)面(mian)具(ju)有其它類型(xing)數(shu)據(ju)所無法代替的(de)(de)(de)優越(yue)性。因(yin)此RS與GIS相(xiang)結合，既可以(yi)保(bao)證GIS具(ju)有高(gao)效和穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)信息源(yuan)，又可以(yi)對遙(yao)感信息進行實(shi)時處理(li)、 科學 管理(li)和綜合分析，實(shi)現監(jian)(jian)測(ce)(ce)、預測(ce)(ce)和決策的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。

4.3 GPS在非點源污(wu)染研(yan)究中的應用

GPS具(ju)有(you)(you)精(jing)(jing)度(du)高、速度(du)快、全天候、自(zi)動化程(cheng)度(du)高等優點，可對(dui)數(shu)據采(cai)集點、污染源監測點和(he)遙感信息中(zhong)的特(te)征點進(jin)行實時(shi)、快速的精(jing)(jing)確定位，并提供地面高程(cheng)模型(xing)，以便形成信息層進(jin)入GIS。GPS和(he)GIS的結合，極大地拓寬了GIS的應用范(fan)疇[36]，也徹底改變了有(you)(you)關(guan)專(zhuan)題(ti)圖(tu)在傳(chuan)統制作上手工繪制、成圖(tu)慢、精(jing)(jing)度(du)低(di)、投入高的缺點。考慮到RS的成像原理(li)、圖(tu)像的分類方法本身(shen)固有(you)(you)的誤(wu)差(cha)和(he)其(qi)他誤(wu)差(cha)的影響，使得遙感判讀的區域界線(xian)不很明確，因(yin)此RS與(yu)GPS結合，能(neng)夠(gou)精(jing)(jing)確地確定水土流(liu)失的區域邊(bian)界[12]。

5. 研究前景(jing)展望

5.1 非點源污染(ran)有關模型的研(yan)究將(jiang)繼續深入

在人們逐漸(jian)認識到(dao)各類非(fei)(fei)點(dian)源污(wu)(wu)染(ran)(ran)模型(xing)(xing)推廣應用(yong)的(de)局限性(xing)情況下，研(yan)究不同氣候水文條件(jian)下的(de)非(fei)(fei)點(dian)源污(wu)(wu)染(ran)(ran)模型(xing)(xing)，而后(hou)統一(yi)集成(cheng)開發為(wei)(wei)由專家系統控制、GIS支撐的(de)非(fei)(fei)點(dian)源污(wu)(wu)染(ran)(ran)模型(xing)(xing)軟件(jian)將成(cheng)為(wei)(wei)未來非(fei)(fei)點(dian)源污(wu)(wu)染(ran)(ran)模型(xing)(xing)和計算機軟件(jian)開發的(de)主(zhu)流。

5.2 新(xin)技術的應用將(jiang)向廣(guang)度和(he)深(shen)度發展

GIS的(de)(de)(de)空(kong)間(jian)信息管理的(de)(de)(de)綜合分析能力、RS的(de)(de)(de)空(kong)間(jian)動態(tai)監測能力及GPS的(de)(de)(de)高精度定位(wei)能力，為解決測什么(me)、怎么(me)測、在哪(na)里測這些問題奠定了良好(hao)的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)基礎(chu)。目前(qian)國際(ji)上“3S”的(de)(de)(de)研(yan)究和(he)應(ying)用(yong)已(yi)走向(xiang)集(ji)成，是生態(tai)環境科(ke)學等研(yan)究領域的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)發展方向(xiang)之(zhi)一。“3S”整體集(ji)成技(ji)術(shu)也將(jiang)是今后非點(dian)源污染研(yan)究中(zhong)應(ying)用(yong)的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)研(yan)究手段(duan)，而“3S”自(zi)身(shen)的(de)(de)(de)融合技(ji)術(shu)仍將(jiang)是當(dang)前(qian)和(he)今后研(yan)究的(de)(de)(de)重(zhong)點(dian)。

5.3 理(li)論 研究與管(guan)理(li)實踐(jian)的接軌(gui)是必然趨勢

以美國(guo)為(wei)例，這種接軌體現在(zai)三個(ge)層面(mian)：技術層面(mian)上(shang)，主要是完善城(cheng)市污水管道體系，建人(ren)工沉積塘，采用濕地處理以及水體生態修(xiu)復工程等;經(jing)濟(ji)層面(mian)上(shang)，學(xue)(xue)術界以量化(hua)非點源污染為(wei)基礎，結合微觀(guan)經(jing)濟(ji)學(xue)(xue)方法展(zhan)開(kai)費用效益分析，從而進(jin)行政(zheng)策(ce)手段的設(she)計和有效性評(ping)價;政(zheng)策(ce)層面(mian)上(shang)，美國(guo)國(guo)會結合研究進(jin)展(zhan)，積極立法[13]。

參　考　文　獻

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Progress and Prospect of to Non-point Pollution Research

Abstract: Based on the explanation on the concept, characteristics and origin of the non-point pollution research at home and abroad, the progress and existing problems of the non-point pollution research are analyzed from the following three aspects: non-point pollution model, influence of the way of land use on non-point pollution and new technology’s application in non-point pollution research, finally the non-point pollution research is prospected.

Key words: Non-point Pollution;New Technology;Research Progress

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