谷彥彬

一、非點(diǎn)源污染的概念

非點(diǎn)源污染是指在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與人們的生活中，土壤泥沙顆粒、氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、農(nóng)藥等有害物質(zhì)、秸稈農(nóng)膜等固體廢棄物、畜禽養(yǎng)殖糞便污水、水產(chǎn)養(yǎng)殖餌料藥物、農(nóng)村生活污水垃圾、各種大氣顆粒物等，通過(guò)地表徑流、土壤侵蝕、農(nóng)田排水、地下淋溶、大氣沉降等形式進(jìn)入水、土壤或大氣環(huán)境所造成的污染。降雨徑流，如農(nóng)藥、化肥污染。

非點(diǎn)源污染一般又可分為線源和面源，線源是指河、湖中行駛的船只對(duì)水體可能造成的污染，包括由船上向水中傾倒的生活垃圾和排泄物，以及泄露的油。面源是更重要而廣泛的非點(diǎn)源污染源，一般常將面源稱為非點(diǎn)源污染。

二、非點(diǎn)源污染的特征

與點(diǎn)源污染相比，非點(diǎn)源污染起源于分散、多樣的地區(qū)，地理邊界和發(fā)生位置難以識(shí)別和確定，隨機(jī)性強(qiáng)、成因復(fù)雜、潛伏周期長(zhǎng)，非點(diǎn)源污染由于涉及范圍廣、控制難度大，因而防治十分困難，目前已成為影響水體環(huán)境質(zhì)量的重要污染源。

三、非點(diǎn)源污染調(diào)查分析

對(duì)于入河排污口論證線源污染，目前尚未有規(guī)范化的調(diào)查和評(píng)價(jià)的方法，但如果評(píng)價(jià)的水體船只來(lái)往頻繁，則應(yīng)重視其可能造成的污染。一般調(diào)查行駛船只的數(shù)量及其排污及漏油量，而后估算污染總量。

面源是伴隨著水文工程發(fā)生的，表現(xiàn)為污染物質(zhì)在降雨所產(chǎn)生的徑流沖刷下收納水體的過(guò)程。污染負(fù)荷存在于徑流、基流和地下水中。負(fù)荷量的大小不僅取決于降雨量、降雨強(qiáng)度、流域下滲和蓄水特征等重要的水文因素密切相關(guān)，而且還取決于流域的土壤特性、地表污染物積累量及人類(lèi)的土地利用活動(dòng)。

由于非點(diǎn)源污染在時(shí)間上和空間上的不確定性及調(diào)查困難，在編制入河排污口論證時(shí)，要想對(duì)河段流域范圍內(nèi)普遍觀測(cè)地表徑流、泥沙流失和污染負(fù)荷是不可能的。因此，可根據(jù)地面條件的差異分類(lèi)調(diào)查，最后計(jì)算出入河排污口可能影響流域非點(diǎn)源污染負(fù)荷量。其調(diào)查可按以下步驟進(jìn)行。

1.確定流域排水區(qū)域的范圍

利用入河排污口論證區(qū)域內(nèi)流域地形圖，把河流的匯水區(qū)分成子匯水區(qū)，并確定其面積。

2.劃分土地利用單元

根據(jù)入河排污口論證區(qū)域內(nèi)流域的土地利用情況，進(jìn)一步將各子匯水區(qū)細(xì)分為各種不同土地利用單元，如農(nóng)業(yè)區(qū)、林業(yè)區(qū)、牧區(qū)、裸露區(qū)、城鎮(zhèn)市區(qū)等，并確定其面積。然后將流域內(nèi)各類(lèi)相同的土地利用單元相加，得出流域土地利用分類(lèi)面積。城鎮(zhèn)區(qū)的土地利用又可細(xì)分為：住宅、商業(yè)、道路、工業(yè)、公園等用地。

3.確定非點(diǎn)源污染負(fù)荷檢測(cè)方案

（1）設(shè)立監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

（2）確定監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，應(yīng)對(duì)水質(zhì)、水量同步監(jiān)測(cè)。

（3）監(jiān)測(cè)頻率，非汛期頻率較低，尤其是大徑流過(guò)程，監(jiān)測(cè)頻率要高，能反映出整個(gè)徑流過(guò)程的水量和水質(zhì)變化。

（4）計(jì)算污染負(fù)荷，一般可根據(jù)各種土地利用類(lèi)型樣本的監(jiān)測(cè)結(jié)果，確定出它的單元負(fù)荷，而后根據(jù)流域中每種土地利用類(lèi)型的總面積，計(jì)算出總輸出，各類(lèi)總輸出相加，即為入河排污口論證區(qū)域內(nèi)全流域的年污染負(fù)荷。

四、非點(diǎn)源污染定量化方法

非點(diǎn)源污染負(fù)荷定量化研究，涉及水文、地理、氣象、水土保持和市政等諸多學(xué)科，可從不同角度進(jìn)行研究分析，目前入河排污口論證采用較多的方法有：

1.典型區(qū)域的小試驗(yàn)區(qū)監(jiān)測(cè)方法

入河排污口所影響的城市非點(diǎn)源污染研究，為弄清不同城市功能區(qū)污染物積累規(guī)律、污染物含量特征及非點(diǎn)源污染的發(fā)生機(jī)理，一般將城市區(qū)域劃分為工業(yè)區(qū)、居民區(qū)、商業(yè)區(qū)、交通繁華區(qū)等幾種主要土地利用類(lèi)型區(qū)，在各類(lèi)型區(qū)域內(nèi)選擇一塊能代表研究區(qū)域各類(lèi)特征的封閉的小試驗(yàn)區(qū)，布點(diǎn)采集街道累積物，并同步監(jiān)測(cè)降雨、地表徑流及雨水管網(wǎng)排水口的水質(zhì)、水量，通過(guò)分析研究非點(diǎn)源污染的性質(zhì)，掌握污染的形成規(guī)律，確定污染物的單位負(fù)荷量，利用單位負(fù)荷量研究區(qū)域面積來(lái)估算非點(diǎn)源污染產(chǎn)生的負(fù)荷量。然后根據(jù)具體的研究目的，采用成熟模型或在此基礎(chǔ)上加以修正，模擬和估算出非點(diǎn)源污染負(fù)荷。這個(gè)方法常用于大江大河的入河排污口論證的非點(diǎn)源污染工作監(jiān)測(cè)方法。

2.水質(zhì)水量相關(guān)法

由降雨徑流污染形成的過(guò)程可知，在降雨過(guò)程中，只有形成徑流，才有可能產(chǎn)生非點(diǎn)源污染。因此降雨徑流污染負(fù)荷量與降雨徑流量有密切的關(guān)系。另一方面，可知年徑流量可以分為地表徑流和地下徑流，如果能夠得到地表徑流和地下徑流的平均濃度，可得到非點(diǎn)源污染負(fù)荷。此方法適用與單一入河排污口論證。

3.平均濃度法

平均濃度法是根據(jù)年污染負(fù)荷量計(jì)算求得，年污染負(fù)荷量可以由地表和地下徑流的平均濃度和相應(yīng)的徑流量的乘積求得，對(duì)于徑流量可以由長(zhǎng)系列實(shí)測(cè)水文徑流資料查出，水文資料不足的也可以采用當(dāng)?shù)厮氖謨?cè)中的等值線圖推求。

對(duì)于地表徑流的平均濃度，可以先計(jì)算每次暴雨各種污染物非點(diǎn)源污染的平均濃度，以各次暴雨產(chǎn)生的徑流量為權(quán)重，求出其加權(quán)的平均濃度即為地表徑流的平均濃度。此方法適用于單一入河排污口論證和小范圍小流量入河排污口論證。

4.CREAMS 模型

CREAMS（Chemical Runoff and erosion from Agricultural Management Systems）模型是由美國(guó)農(nóng)業(yè)部開(kāi)發(fā)的，屬于集總式模型，主要用于研究土地管理對(duì)水、泥沙、營(yíng)養(yǎng)物和殺蟲(chóng)劑的影響，適用范圍為40～400hm2。模型由3個(gè)功能模塊組成：水文模塊、侵蝕或泥沙模塊和化學(xué)污染物模塊。水文模塊采用SCS曲線法和Green-Ampt入滲方程。侵蝕模塊引用了USLE方程，污染物負(fù)荷采用概念模型。CREAMS廣泛應(yīng)用于計(jì)算農(nóng)田污染物的流失。但由于模型的參數(shù)比較單一，而且沒(méi)有考慮流域土壤、地形和土地利用狀況的差異性，所以它只能用作粗略的計(jì)算和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。此方法適用于農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的防治理論模型研究。

5.AGNPS模型

AGNPS (Agricultural Nonpoint Source Pollution) 模型于1986年由美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究署和土壤保護(hù)署以及明尼蘇達(dá)州的污染控制處聯(lián)合開(kāi)發(fā)。

AGNPS模擬一次降雨過(guò)程時(shí)，可以模擬集水區(qū)內(nèi)徑流、侵蝕和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)遷移等內(nèi)容。主要有3個(gè)模型組件：推求徑流和水量的水文組件，推求侵蝕和泥沙輸移的組件，推求營(yíng)養(yǎng)鹽輸移和濃度的化學(xué)組件。水文組件采用美國(guó)農(nóng)業(yè)部土壤保護(hù)署的CN方法，以格網(wǎng)離散單元為計(jì)算單元；泥沙輸移組件采用通用的土壤流失方程USLE；而營(yíng)養(yǎng)鹽的輸移主要基于富集率和提取系數(shù)的概念估測(cè)氮（N）、磷（P）和COD。此方法適用于理論模型研究。

6.SWAT模型

SWAT（Soil and Water Assessment Tools）是由美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究署研究開(kāi)發(fā)的一個(gè)連續(xù)時(shí)間的分布式模型，適用于包含各種土壤類(lèi)型、土地利用和農(nóng)業(yè)管理制度的大流域。主要用來(lái)模擬和評(píng)估人類(lèi)活動(dòng)對(duì)水、沙、農(nóng)業(yè)污染物的長(zhǎng)期影響。SWAT模型在離散化的空間單元中，應(yīng)用傳統(tǒng)的概念性模型來(lái)推求水文、污染物輸移和轉(zhuǎn)化等過(guò)程。其由8個(gè)組件組成，包括：水文、氣象、泥沙、土壤溫度、作物生長(zhǎng)、營(yíng)養(yǎng)鹽、農(nóng)藥和農(nóng)業(yè)管理。可以模擬地表徑流、入滲、側(cè)流、地下水流、回流、融雪徑流、土壤溫度、土壤濕度、蒸散量、產(chǎn)沙、輸沙、作物生長(zhǎng)、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽流失、流域水質(zhì)、農(nóng)藥等多種過(guò)程以及耕作、灌溉、施肥等多種農(nóng)業(yè)管理措施對(duì)這些過(guò)程的影響。模型可以模擬5種形態(tài)的氮和磷，包括礦物態(tài)和有機(jī)態(tài)的氮磷，不但考慮了氮磷在上層土壤和泥沙中的集聚，同時(shí)利用供求方法計(jì)算了作物生長(zhǎng)的吸收。此方法適用于大型項(xiàng)目和理論模型研究