基于空间技术的流域非点源污染监测研究项目可行性立项申报材料

核准通过，归档资料。

未经允许，请勿外传，项目承担单位的建议牵头承担单位建议其他承担单位建议项目立项的必要性及需求分析项目立项的必要性水体污染控制与治理是国家中长期科学和技术发展规划纲要重大专项内容，也是国家环境保护十五科技发展规划的重点发展领域及优先主题。

在解决水体自身污染监测与治理的同时，该专项明确指出需要对水体周边和流域的污染源进行防控。

当前水体污染主要来自于点源和非点源产生的污染物，各地环保部门均将不同类型的污染源监察列为每年环境污染防治的重点工作之。

其中非点源污染作为影响水体环境质量的种重要污染源，由于分布范围广起源广泛随机性和危害较大等特点，给该类污染物监测控制与管理带来很大的难度，特别是在广大的农村范围内，如何进行非点源污染监控已经成为环境保护工作的重要内容。

环保部张力军副部长指出必须把农业源污染防治纳入环境保护的重要议程，从根本上解决我国的水污染问题。

面对非点源污染的严峻形势，作为污染综合防治的环保部门，有必要做好污染源的监测以及污染量和污染强度的评估等工作。

非点源污染般指在较大范围内，由于降雨径流的淋溶和冲刷，大气地面和土壤中的污染物通过地表径流进入地表水和地下水，并在水体大量富集而导致的水环境污染和水质恶化现象，研究表明非点源污染是影响水环境的重要因素之。

据不完全统计，仅农业非点源污染已影响到全球陆地面积的在全球是由农业非点源污染引起。

在多数发达国家，非点源污染已成为水体污染的主要因素。

在我国，近年来由于经济的发展人口的增加农药化肥的过度使用等原因，非点源污染问题也日益严重。

据文献资料显示，我国半以上的河流湖泊呈现富营养化在太湖巢湖和滇池流域，由于人口密集，农业生产集约化程度较高，世纪年代统计中，流域超过的污染负荷来自农业非点源污染年，我国湖泊水库达到中重富营养化状态的个数占到严重威胁用水安全和人群身体健康，非点源污染已成为威胁生态环境的主要原因。

同时，我国幅员辽阔地区间地理特征迥异水文过程复杂，非点源污染产生迁移和转化过程具有明显的不确定性，加之全国系统性的基础数据有限等原因，使得现有基于单个区域污染机理等因素的非点源污染负荷模型难以完全满足全国非点源污染监控的要求。

因此，针对当前我国非点源污染的形式和特征，如何科学准确的监测流域非点源污染源空间分布如何建立种简单实用快速普适的流域非点源污染负荷估算模型如何实现全国范围内流域非点源污染信息的综合展示，已成为当前我国非点源污染监控治理和管理的项重要工作。

为此，本项目基于遥感与间技术，充分借鉴非点源污染研究模型的优点，结合我国在非点源污染调查工作的实际情况，研究构建种快速简单实用的流域非点源污染负荷估算模型，固化全国不同区域模型参数，形成规范的遥感监测与分析标准，摸清非点源污染源的空间分布与强度，计算我国各流域非点源污染负荷总量，并通过分析评估系统的研发，建立流域长期的非点源污染监控体系与模式，指导政府非点源污染防治工作，为流域非点源污染综合治理和控制提供科技支撑，确保流域生态安全。

分析说明项目实施能够产生的重大经济社会效益。

通过本项目利用遥感和段，从空间角度建立不同流域非点源污染负荷监测体系和模式，以及通过建立规范化的技术标准以及产品化的软件系统，可以缩短非点源污染监测时间形成污染负荷量与分布的快速响应能力可以减少大范围开展非点源污染监测与管理中投入的人力物力可以提供科学合理的现实数据与建议，辅助因地制宜开展非点源污染防治，减少因非点源污染引起的水污染治理投入水产养殖损失居民健康保护等衍生经济投入。

同时，项目通过非点源污染空间强度和污染负荷深入分析，为各地区合理使用农药化肥加强生活和家畜污染防治优化布局污水处理设施和流域河道拦蓄等管理措施提供科学性指导，对全国在水污染防治水环境保护和规划中起到积极的作用，并在科技转化机制创新等方面具有非常重要的意义。

二项目目标及主要任务主要目标构建套流域非点源污染负荷估算模型。

在研究分析全国流域差异性和非点源污染特征的基础上，构建套简便科学普适的非点源污染负荷估算模型，能够获取全国范围不同流域的非点源污染负荷和危害等级，支撑水体污染防治和非点源污染治理。

建立套规范化的非点源污染遥感监测流程。

利用遥感宏观快速获取地表数据的技术优势，针对非点源污染源类型与分布污染影响因子等指标，建立套规范化的监测流程，提供规范标准可对比的模型基础数据，保障模型在全国不同流域的普适性。

开发套流域非点源污染分析与展示系统。

通过信息化技术，整合项目研究的技术体系和规范标准，开发套流域非点源污染定性分析定量估算及成果展示系统，固化项目在不同流域分区污染影响因子获取污染强度空间分析污染负荷估算等研究内容，并利用人性化展示方式，为非点源污染监测长效实施提供产品化保障。

形成套基于空间技术的非点源污染监测模式。

通过对流域非点源污染监测的研究及示范应用的推广，形成套基于空间技术的从通用性模型规范化流程标准化体系到产品化系统四方面的非点源污染监测模式，可用于全国不同流域长效推广使用，并提供科学依据和合理支持。

研究与开发任务与内容究内容本项目立足于国内非点源污染现状，以全国流域为研究单元，充分利用遥感技术，结合地区可获取的统计数据和常规监测数据，获取地表非点源污染因素，对流域内非点源污染进行监测与分析研究，研究思路如图所示。

全国流域非点源污染分区分级研究非点源污染负荷估算模型研究基于遥感的非点源污染因素获取技术研究流域非点源污染分析与展示系统研发研究确定污染影响因素研究建立模型结构研究模型参数确定方法基于空间技术的非点源污染监测模式研建分区标准固化模型参数确定细则数据获取流程软件说明图非点源污染监测研究思路研究全国范围内非点源污染分区分级方法本项目从非点源污染产生和迁移的水文过程机理出发，以全国水资源分区为基础，研究全国范围内非点源污染分区分级方法，在数据资料缺乏全国系统性建设的条件下，为全国流域非点源污染负荷估算提供依据。

该部分研究将依托全国流域划分标准，参照中国水文区划分区标准，参照影响产汇流的地形特征地貌类型，保证流域在较大的等级和尺度上分区的完整性，并依据影响非点源污染产生的气候水文基本特征，根据农村生活农业生产畜禽养殖城市径流等非点源污染类型，形成全国非点源污染分区分级体系。

研究非点源污染负荷量估算模型基于对流域非点源污染基本情况调查，通过对国内外非点源污染负荷量估算模型的研究，充分利用遥感技术，结合地区可获取的统计数据和常规监测数据，构建个简便科学普适的流域非点源污染估算模型，并基于水文水质资料，结合现场监测及查阅文献等方法确定合理的模型参数值，实现对全国各流域主要非点源污染物总氮总磷负荷量的评估。

首先，研究中国不同区域非点源污染的特征，根据污染机理分析和过程分析，分析遥感获取因素统计数据常规监测数据，从实用角度出发，研究确定非点源污染产生的影响因素其次，研究非点源污染负荷输出系数模型结构，利用半分布式途径来计算流域尺度上年均污染总氮总磷负荷的数学加权公式，研究基于半分布式的集总模型，利用遥感宏观快速监测的流域土地利用类型等数据，通过构建多元线性相关分析模型，建立流域土地利用类型与非点源污染输出量的关系，得到区域污染负荷，结果多采用单位时间单位面积的负荷量来表示最后，研究确定不同流域的模型参数，采用基于水文水质资料的非点源输出系数模型参数确定方法，形成固定的技术方法，确定流域不同非点源污染源的输出系数。

研究基于遥感的非点源污染获取技术非点源污染的主要影响因素主要包括土地利用方式地形因子植被覆盖度土壤侵蚀等，利用遥感技术研究体系化规范化的数据提取流程技术，为流域非点源污染评估提供基础监测数据。

例如土地利用数据获取。

研究中高分辨率遥感影像提取土地利用数据流程化技术体系，包括遥感数据预处理土地利用分类体系的确定解译标志的建立计算机自动分类人机交互修订野外验证分类精度评价专题制图等。

植被覆盖度数据获取。

利用植被覆盖度与遥感数的相关关系，通过使用遥感影像红光波段和近红外波段获取据，并研究植被区裸地区植被覆盖度之间的关系，研究不同区域时相的像元二分法植被覆盖计算模型。

土壤数据地形数据获取。

利用土壤类型图程数据，在件的支持下，制定模型所需因子类型和形式的数据，比如土壤质地分析容重分析坡度生成流数确定方法基于空间技术的非点源污染监测模式研建分区标准固化模型参数确定细则数据获取流程软件说明图非点源污染监测研究思路研究全国范围内非点源污染分区分级方法本项目从非点源污染产生和迁移的水文过程机理出发，以全国水资源分区为基础，研究全国范围内非点源污染分区分级方法，在数据资料缺乏全国系统性建设的条件下，为全国流域非点源污染负荷估算提供依据。

该部分研究将依托全国流域划分标准，参照中国水文区划分区标准，参照影响产汇流的地形特征地貌类型，保证流域在较大的等级和尺度上分区的完整性，并依据影响非点源污染产生的气候水文基本特征，根据农村生活农业生产畜禽养殖城市径流等非点源污染类型，形成全国非点源污染分区分级体系。

研究非点源污染负荷量估算模型基于对流域非点源污染基本情况调查，通过对国内外非点源污染负荷量估算模型的研究，充分利用遥感技术，结合地区可获取的统计数据和常规监测数据，构建个简便科学普适的流域非点源污染估算模型，并基于水文水质资料，结合现场监测及查阅文献等方法确定合理的模型参数值，实现对全国各流域主要非点源污染物总氮总磷负荷量的评估。

首先，研究中国不同区域非点源污染的特征，根据污染机理分析和过程分析，分析遥感获取因素统计数据常规监测数据，从实用角度出发，研究确定非点源污染产生的影响因素其次