随着点源污染逐渐得到有效控制,面源污染逐渐成为我国多数地区影响水环境质量安全的主要因素.推广实施最佳管理措施(Best Management Practices,BMPs)被认为是控制面源污染的有效途径.受到区域种植制度、耕作方式、政策以及经济成本等因素的影响,导致流域尺度配置BMPs存在一定的困难,特别是随着流域空间尺度的变化,会进一步加大BMPs配置难度,使得BMPs的配置工作变为了一项多目标决策优化问题,即如何在有限的成本投入下,实现水环境质量改善的目标.需要在不同空间尺度下对流域BMPs进行多目标协同优化配置.从面源污染关键源区识别、BMPs削减效率评估以及BMPs多目标协同优化模拟3个方面对面源污染BMPs多目标协同优化配置研究进行了综述.结果 表明:1)包含地块尺度和流域尺度的多尺度模型耦合系统的构建,将是实现关键源区精准识别的有效途径;2) BMPs削减效率对水质改善响应的滞后性、不确定性、时空异质性、污染物形态转换风险等均是今后BMPs削减效率评估中需要重点解决的关键问题;3)建立流域污染物负荷削减量与水质改善之间的非线性响应关系,并以此为基础将BMPs组合数据库、成本数据库以及基于进化算法的的优化配置方案进行耦合,进而构建多目标决策支持系统,以获取BMPs空间优化配置方案以及多目标成本-效益最优曲线.

非点源污染因分布广泛、产生过程复杂、防治困难,近年成为影响饮用水源地水环境的重要污染源.以海南三亚赤田水库为例,开展了基于“源-汇”景观的非点源污染风险遥感识别与评价分析.首先,采用高分辨率遥感影像分类提取水源地不同类型景观分布信息;结合“源-汇”对污染的促进\阻碍作用,在考虑影响污染物迁移的“河道距离”因子、坡度因子情况下,利用非点源污染风险指数的计算实现对区域非点源污染风险的快速识别;并基于洛伦兹曲线分析水源地景观空间分布对非点源污染的影响.结果 表明:一方面,流域非点源污染风险总体较低,“汇”景观占主导作用的子流域占整个区域的76.50％;污染风险呈现东高西低的特点,极高风险区主要分布于以居住用地、建设用地等“源”景观类型为主的流域东南部区域,占整体区域面积的1.28％,而西部以林地为主污染风险小;另一方面,基于坡度因子的“源”“汇”景观污染负荷之比值大于1,“源”景观在低坡度区域分布范围广,景观布局较合理;基于“河道距离”因子的“源”“汇”景观污染负荷之比值为2.30,“源”景观在距河道近的区域分布范围大,对污染影响大,近河道区域需进一步调整景观格局以降低对非点源污染的影响.基于遥感与“源-汇”景观指数计算是一种快速、客观、有效的饮用水源地的非点源污染风险识别与评价方法.

开展非点源污染风险评估及区划研究对流域生态环境保护、土地利用结构调整和优化具有重要意义.以2010、2018年两期资江下游地区土地利用覆盖数据为基础,基于“源-汇”景观格局理论识别“源”、“汇”景观,综合考虑非点源污染发生和迁移因子的前提下,借助景观空间负荷对比指数(LCI)、非点源污染负荷指数(NPPRI),分析非点源污染风险的时空变化特征;通过识别非点源污染风险中的关键因子,对资江下游非点源污染区划进行分析.结果 表明:研究区非点源污染发生风险总体较低,“汇”景观为主的子流域占61.2％;非点源污染风险呈现西南低,东北平原区以及资江干流、志溪河、桃花江沿岸偏高的空间特征;2010-2018年,非点源污染风险呈现升高趋势,农村居民点、耕地的扩张及林地缩减对非点源污染发生风险分别具有正向与负向的响应关系;LCI、坡度、距离是影响非点源污染风险指数变化的关键因子.在此基础上,将资江下游地区划分为4个控制区,即近河道污染治理区、低坡地污染控制区、生态恢复-风险防控区、生态优先保护区.

小流域的水质恶化主要由点源污染和非点源污染引起,随着点源污染控制水平达到一定程度后,非点源污染已成为首要污染源.当前对非点源污染的管控仍存在难监测和难治理的问题,明晰非点源污染发生风险以及背后的原因是亟需解决的问题,因此开展非点源污染风险分析和评价具有重要意义.采用高分辨率影像解译了 2010年、2015年和2020年三期厦门市后溪流域土地利用数据;基于"源-汇"景观格局方法计算研究区网格单元的网格污染指数(GPI);结合土地利用变化数据分析非点源污染风险的时空变异,对风险区成因进行了分析.研究结果表明:当前,"汇"景观占流域面积的67.86％,非点源污染发生风险分布呈现北低南高;十年中,非点源污染风险呈现上升趋势,目前非点源污染发生风险处于低风险水平(GPI = 0.27).通过分析风险区的土地利用构成发现耕地面积的缩减(减少67.08％)和建设用地面积扩张(增加43.02％)是污染风险发生变动的主要原因.计算了风险区转移矩阵,发现非点源污染发生风险区呈现出中高风险区向低风险区和"汇"景观区域转移的趋势.基于"源-汇"景观格局理论计算的网格污染指数(GPI)可以有效地对流域非点源污染风险值进行表征,是评价和分析流域非点源污染发生风险的可用方法.