基本信息

ISBN编号: 9787303270224

书名: 流域水环境学

作者: 陈磊 刘永 贾海峰

定价: 49.80元

开本: 16开

是否是套装: 否

出版社名称: 北京师范大学出版社

内文用纸材质: 胶版纸

出版时间: 2021-08

内容简介

本教材系统地介绍了流域水环境学基础理论、研究方法、典型案例、管理模式等内容。通过对流域过程的基本介绍，让读者对流域水环境有一个系统性的了解。

本教材具有较强的学术性和实用性，适合于从事地理、资源、环境、生态、经济、管理、信息等研究的学者以及高等院校相关的师生阅读，也可供流域管理部门及环境保护部门决策参考。

目 录

一部分概述

1章流域水环境学概述1

11流域系统内涵与特点1

111流域系统基本概念和特点1

122流域科学学科内涵2

12流域水环境学的发展历程3

121流域水环境问题的三个阶段3

122流域水环境学发展的三个阶段4

13教学内容及课程安排6

131课堂教学特点及难点6

132课堂教学内容组成7

133具体课堂教学安排8

第二部分流域系统基础知识

第2章流域系统基本概念9

21基本概念9

211流域的定义9

212流域边界的界定10

213流域系统基本功能10

214流域特征指标10

22流域分类、分级方法12

221流域的分类12

222流域的分级14

23课堂练习：如何利用DEM进行流域划分14

第3章流域水文过程16

31流域水文过程基础16

32陆域产汇流过程17

321产流阶段17

322汇流阶段19

33水体水文过程20

331河流水文过程20

332湖库水文过程22

34课堂练习：通过流量过程线识别不同区域的典型水文过程23

341东部季风区23

342东北地区24

343西北干旱半干旱区24

344南部沿海地区25

345西南地区25

第4章流域土壤侵蚀过程27

41土壤侵蚀过程基础27

411土壤侵蚀现状27

412土壤侵蚀的危害28

413描述土壤侵蚀的参数28

414动力与分类29

42典型土壤侵蚀过程30

421水力侵蚀过程30

422地表径流侵蚀作用31

423重力侵蚀作用过程31

424冻融及冰川侵蚀过程32

43课堂练习:看图识别不同土壤侵蚀过程32

第5章流域污染物输移转化过程35

51污染物生物地球化学过程基础35

511氮循环38

512磷循环40

513硅循环42

52其他污染物的主要过程43

521重金属污染43

522有机物污染44

53课堂练习：设计一个装置研究水库的脱氮（磷）效应47

第三部分流域系统研究方法

第6章流域系统监测方法48

61流域水文过程监测49

611降雨量监测49

612径流监测52

62流域水质监测56

621常规污染物监测56

622流域沉积物监测64

63河流水生物监测66

64流域植被和土壤监测73

641植被情况监测73

642土壤情况监测74

65流域监测案例76

第7章流域系统调研及评价方法80

71流域污染源分类及调查原则80

72流域污染源调查—核算方法86

73流域水环境质量评价方法89

731水文评价方法89

732流域水质评价方法92

74流域水环境调研评价案例96

741入水体系数关键影响因子及综合入水体系数测算97

742农业源污染物排放量估算98

第8章流域系统模拟方法100

81模型基础知识100

811模型相关概念100

812模型分类方法100

813流域模型中的水文模块101

82常见流域模型介绍103

821流域模型103

822河流—湖泊模型106

823其他常用模型/方法108

83流域模型建模过程简介109

831基础数据收集109

832模型建立110

84流域模拟案例111

第四部分流域污染治理案例

第9章流域治理基本理念114

91干扰理论概述114

911干扰的定义与性质114

912干扰对流域异质性的影响117

92流域治理基本流程118

93课堂练习：设计一个实验分析气候变化对水环境的影响120

931物理特性的影响120

932化学特性的影响120

933生物特性的影响121

第10章农业流域污染控制122

101农业流域污染成因及特征122

1011种植业干扰122

1012养殖业干扰126

1013农村生活污水127

1014农业流域的污染特征128

102农业流域治理模式及具体技术128

1021农业流域污染治理思路128

1022农业流域污染治理技术130

103案例分析133

1031研究区介绍133

1032治理措施134

1033治理成效135

1034总结136

第11章城市流域污染控制137

111城市流域污染成因及特征137

1111城市点源污染137

1112城市非点源污染138

112城市治理模式及具体技术139

1121治理模式139

1122点源污染治理技术140

1123城市非点源污染治理技术148

113案例分析150

1131研究区概况150

1132研究区基础资料收集和整理151

1133模型及数据准备154

1134模拟与优化结果157

第12章湖库流域污染控制163

121污染成因及特征163

122湖泊—水库流域污染治理模式及具体技术165

1221物理修复技术165

1222化学修复技术168

1223生物修复技术171

1224联合修复172

123案例分析173

1231背景173

1232治理关键技术与工程173

1233治理效益评估175

第13章黑臭水体流域污染控制177

131黑臭水体成因及特征177

1311黑臭水体177

1312治理思路178

1313技术选择原则179

132黑臭水体修复模式及具体技术179

1321控源截污技术179

1322内源控制技术179

1323生态修复技术179

1324其他技术180

133案例分析180

1331背景180

1332污染物排放及入河量调查181

1333官渎花园内河黑臭消除与水质维持184

1334官渎花园内河黑臭消除与水质维持效果分析189

第14章受损流域生态系统修复192

141成因及污染特征192

1411污染成因192

1412危害193

142生态修复模式及具体技术193

1421生物浮床193

1422生态稳定塘技术196

1423生态护岸199

1424人工湿地201

143案例分析204

1431研究区介绍204

1432问题分析204

1433治理措施205

1434结论207

第15章综合案例——以巢湖十五里河为例208

151典型流域简述208

1511流域概况208

1512水质状况209

152污染源分析209

153问题识别210

1531污水管网建设不够完善210

1532现状污水厂配置不甚合理210

1533城市非点源污染日趋严重210

1534支流及入河沟渠污染严重211

154治理措施211

1541减少污水直排河道，优化配置污水厂建设211

1542重视城市非点源污染，应用城市低影响开发技术211

1543重视河道支流治理，建设生态清洁小流域212

1544加强河道生态建设，充分发挥生态净化功能212

第五部分流域系统管理模式

第16章流域水环境规*213

161流域水环境规*概述213

1611流域水环境规*的概念213

1612流域水环境规*的工作目的与内容214

1613流域水环境规*的基本原则214

162流域水环境规*核*内容215

1621规*分类和范围215

1622体系框架216

1623各级**的特点217

163流域水环境规*编制程序218

1631流域水环境**的工作程序218

1632水环境功能区划218

1633流域水污染控制规*219

164案例分析220

1641流域概况220

1642规*技术路线220

1643水环境规*方案221

第17章流域水环境容量及总量控制223

171水环境容量223

1711水环境容量的概念及特征223

1712水环境容量分类及计算225

172水环境承载力229

1721基本概念229

1722水环境承载力评估方法231

173污染物总量控制232

1731研究进展232

1732目标总量控制233

1733容量总量控制234

174案例分析235

1741流域概况235

1742水环境容量的计算236

第18章突发性水环境污染应急管理240

181突发性环境污染事件概述240

1811突发性污染事件特点240

1812突发性环境污染事件的影响241

1813突发性环境污染事件管理体系241

182突发性污染事件应急技术242

1821突发水环境污染事件应急评估242

1822突发性重金属水污染事件应急处理技术243

1823毒性废水污染事件应急处理技术245

183突发性污染事件应急管理246

1831应急管理组织机构设置246

1832应急决策机构247

1833应急指挥中心248

1834事故处置机构249

1835应急咨询机构249

184案例分析250

1841事件概况250

1842应急措施与处理250

第19章水环境管理工具——决策支持系统254

191决策支持系统概述254

192决策支持系统设计255

1921设计总体要求255

1922系统设计的总体原则256

1923决策支持系统数据库设计256

1924决策支持系统的水环境模型设计257

193数字流域概述258

1931数字流域的特征258

1932数字流域相关技术258

194案例分析259

1941研究区介绍259

1942系统框架259

1943优化结果261

参考文献264

前 言

江河奔腾，滋养万物，上善若水，泽被苍生。水是生命的源泉，是人类生存和社会发展不可替代的战略资源，在社会经济发展和生态环境保护中发挥着*其重要的作用。随着人类活动的干扰加剧，流域水问题越来越突出，具体体现在水资源量和水环境两个方面。目前，80多个国*的约15亿人口面临淡水不足问题，约占世界人口总数40%的80个国*和地区严重缺水，其中26个国*的3亿人口完全生活在缺水状态。在水资源短缺越发突出的同时，人们又在大规模污染水源，导致水质恶化。全世界目前每年排放污水约为4 260亿t，造成55 000亿m3的水体受到污染，约占径流量的14％。据联合国调查统计，河流稳定流量的40％左右已被污染。

流域是一个相对封闭且具有完整性的水文循环体系，通过水在陆域—水域、支流—干流中的流动对区域乃至更大范围的水资源、水环境及水生态系统产生影响。同时流域也是一个系统性的管理单元，是人类利用水资源、改善水环境的载体，也是人类认识、利用、管理水资源、水环境的*佳空间单元。近年来，以流域系统为对象的教学和研究工作逐渐增多，但目前关于流域水环境系统的系列教材尚属空白。因此，本教材拟通过系统性介绍流域水环境学知识，使读者能够有针对性地学习流域相关知识，提高能力，更好地为改善流域水环境服务。

流域水环境学是解决流域生态环境问题的重要基础，也是实现从需求到概念再到问题解决的关键，具有交叉性、综合性、*沿性、应用性等特点。因此，这本看似“成分”复杂的教材，虽包含了水文学、环境学的基础知识，又包括了流域科学研究方法和治理案例，但这本教材的主线，其实是非常清晰的：认识伴随着流域水循环所产生的环境问题，学习流域水环境相关的一般规律，掌握相关科学研究方法，熟悉已有案例的经验。本教材融合了作者2005年以来对流域水环境学的认识，在几个专题中，系统梳理了知识与邻近学科知识的关系、不同学科研究方法的关系等，也收集了许多精彩的流域治理案例。希望本教材不仅能给科研人员和学生构建起合理的知识体系，同时也能给广大读者在改进研究方法、提升对流域系统认识方面带来许多有益的启示。

本教材按照“理论基础—研究方法—典型案例—管理模式”布局，共设置了5个部分，具体安排下：

*一部分为本教材概述。简要介绍了流域水环境学科特点及教学难点。

第二部分为流域系统基础知识。通过对流域水文过程、土壤侵蚀过程和污染物输移过程的基础知识点的介绍，使读者对流域水环境学产生基本认识。

第三部分为流域系统研究方法。通过对流域水环境研究涉及的监测方法、调研和评价方法、模型方法的介绍，使读者能够掌握流域水环境研究的基本方法，可以对流域环境问题进行有效分析。

第四部分为流域污染治理案例。通过对农业、城市、湖泊等典型流域的经典环境问题及其治理模式进行梳理，使读者具备解决流域典型水环境问题的能力。

第五部分为流域系统管理模式。通过对流域规划、水环境容量、水环境应急等内容的介绍，使读者熟悉流域管理的典型模式。

本教材由陈磊、沈珍瑶组织写作，各部分具体分工如下：

*一部分刘国王辰陈磊

第二部分焦聪李蕾芳

第三部分余宇杨念王成成

第四部分刘永贾海峰王诗绘

第五部分刘国王辰陈磊

全书由陈磊、刘永、贾海峰统稿，沈珍瑶主审。

北京师范大学环境学院以及中国水利水电科学研究院2016级、2017级、2018级、2019级、2020级硕士研究生对本教材涉及的相关内容进行了四轮试用，许多同学给出了大量的反馈和宝贵的建议，为本教材的修订提供了莫大的帮助。在此对试用过和即将使用本教材内容的同学们的参与和支持致以敬意。

本教材虽然在编者原有研究基础和大量文献调研与反复研讨的基础上完成，但是由于编著者水平所限，定有不当之处，恳请专家和读者批评指正。

作者简介

陈磊，北京师范大学环境学院副教授、博士生导师、学科团队负责人，承担研究生基础课《流域水环境学》与研究生选修课《流域生态保护与修复》的教学工作，教龄七年。国际水学会（IWA）会员，中国环境科学学会水环境分会理事，中国水利学会理事，中国地理学会理事。长期从事流域水环境学、非点源污染模拟与控制、水环境模拟与修复、海绵城市规划等方面研究。

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