| Abstract (Chinese) | 第14-16页 |
| Abstract (English) | 第16页 |
| List of Tables | 第18-20页 |
| List of Figures | 第20-24页 |
| List of Appendix | 第24-25页 |
| Chapter 1 - MOTIVATION AND OBJECTIVE | 第25-37页 |
| 1.1- Watershed Management | 第25-29页 |
| 1.1.1- NPS Pollution in the Urban and Watershed Area Fringe | 第27页 |
| 1.1.2- Urban Fringe Nonpoint Sources | 第27-28页 |
| 1.1.3- Watershed Area Fringe Nonpoint Sources | 第28页 |
| 1.1.4- Nonpoint pollution Sources Characterstics | 第28-29页 |
| 1.2- Motivation | 第29-34页 |
| 1.2.1- Objective and Goal | 第31-32页 |
| 1.2.2- Scope of Study | 第32-33页 |
| 1.2.3- Project Summary | 第33-34页 |
| 1.3- Contribution of Study | 第34-37页 |
| 1.3.1- Problem Solution | 第34-36页 |
| 1.3.2- Objective for Integration | 第36-37页 |
| Chapter 2 - BACKGROUND LITERATURE RESOURCES | 第37-55页 |
| 2.1- Introduction | 第37-38页 |
| 2.2- GIS-hydrological model | 第38-42页 |
| 2.2.1- Better Assessment Science Integrating Point and nonpoint Sources | 第38-39页 |
| 2.2.2- AGNPS Watershed Model | 第39-40页 |
| 2.2.3- SWAT Model | 第40页 |
| 2.2.4- Enhanced Stream Water Quality Model | 第40-41页 |
| 2.2.5- Diffuse Pollution Modeling verses Distributed Approach | 第41-42页 |
| 2.3- Integrated watershed modeling tools | 第42-52页 |
| 2.3.1- GIS versus Water Quality Modeling | 第43-44页 |
| 2.3.2- GIS as a Tool for Spatial Data Extraction | 第44-46页 |
| 2.3.3- GIS with Remote Sensing | 第46页 |
| 2.3.4- GIS with Digital Evaluation Modeling | 第46页 |
| 3.2.5- Total Maximum Daily Load Modeling Process | 第46-49页 |
| 3.2.6- Best Management Practice Approaches | 第49-50页 |
| 2.3.7- Watershed Management With Neural Network | 第50-51页 |
| 2.3.8- Nutrient Loss from Agriculture Watershed | 第51-52页 |
| 2.3.9- Overview of Fertilizers Application with BMP approach | 第52页 |
| 2.4- Comparison of proposed integrated procedure with pervious studies | 第52-55页 |
| 2.4.1- Time Domain | 第52-53页 |
| 2.4.2- Spatial Domain | 第53-54页 |
| 2.4.3- Model Formulation | 第54-55页 |
| Chapter 3 - DESCRIPTION OF TAIHU BASIN | 第55-75页 |
| 3.1- Taihu Lake | 第55-57页 |
| 3.1.1- Geographical Location | 第55页 |
| 3.1.2- Taihu Lake Basin | 第55-57页 |
| 3.2- Water Resource System | 第57-59页 |
| 3.2.1- River Resources | 第57-58页 |
| 3.2.2- Lake Resources | 第58页 |
| 3.2.3- Precipitation | 第58-59页 |
| 3.2.4- Evaporation | 第59页 |
| 3.2.5- Surface Runoff | 第59页 |
| 3.3- Basin Pollution Potential Scenario | 第59-65页 |
| 3.3.1- Water Quality of Inflows Rivers Network | 第59-60页 |
| 3.3.2- Existing Pollutant Loads of River and Stream Network | 第60-61页 |
| 3.3.3- Lake Pollutants Load | 第61-64页 |
| 3.3.3.1- Existing Pollutant Load | 第61-64页 |
| 3.3.3.2- Allowed Loading Capacity | 第64页 |
| 3.3.4- Urban Fringe Area Drinking Water Sources Threatening | 第64-65页 |
| 3.3.5- Harassing of Surface Water Quality | 第65页 |
| 3.4- Description of Study Area | 第65-74页 |
| 3.4.1- MAP Topography of Study Area | 第65-66页 |
| 3.4.2- Urban Fringe Watershed area of Xishan County | 第66-68页 |
| 3.4.3- Effects of Total Maximum Daily Load on Watershed Management | 第68-73页 |
| 3.4.3.1- Existing Situation of Water Pollution | 第68-69页 |
| 3.4.3.2- Point Sources of Pollution | 第69-70页 |
| 3.4.3.3- Nonpoint Sources of Pollution | 第70-73页 |
| 3.4.3.3.1- Rural | 第71-73页 |
| 3.4.3.3.2- Urban and Built up Areas | 第73页 |
| 3.4.3.3.3- Water Resources | 第73页 |
| 3.4.4- Implementation of Fertilizers | 第73-74页 |
| 3.5- Summary and Conclusion | 第74-75页 |
| Chapter 4 - INTEGRATED WATERSHED MODELING | 第75-94页 |
| 4.1- Introduction | 第75-77页 |
| 4.1.1- Why Develop a Watershed Model | 第75页 |
| 4.1.2- Watershed Modeling Approach | 第75-76页 |
| 4.1.3- Watershed Modeling Objectives | 第76页 |
| 4.1.4- Modeling Uncertainty | 第76-77页 |
| 4.2- Alternative Watershed Models | 第77-78页 |
| 4.2.1- Simple or Screening Models | 第77页 |
| 4.2.2- Mid-Range Models | 第77-78页 |
| 4.2.3- Detailed Models | 第78页 |
| 4.3- GIS-based Nonpoint Source Pollution Models | 第78-83页 |
| 4.3.1- Integrated Watershed Modeling Application | 第79-80页 |
| 4.3.2- Better Assessment Science Integrating Point and Non-point Sources | 第80-81页 |
| 4.3.3- Integration of GIS with BASINS Model | 第81-82页 |
| 4.3.4- BASINS watershed model | 第82页 |
| 4.3.5- PLOAD extension of BASINS version 3.0 | 第82-83页 |
| 4.4- GIS integration with TMDL procedure and BMP's | 第83-93页 |
| 4.4.1- TMDL understanding | 第84-85页 |
| 4.4.2- Elements of a Maximum Daily Loading Procedure | 第85页 |
| 4.4.3- Urbanization verses TMDL Procedure | 第85-86页 |
| 4.4.4- Monitoring the TMDL Procedure | 第86页 |
| 4.4.5- Best Management Practice Utilization | 第86-93页 |
| 4.4.5.1- Design Features of Retention basin for Nonpoint Source Treatment | 第91-93页 |
| 4.5- Summary and Conclusion | 第93-94页 |
| Chapter 5 - INTEGRATION METHODOLOGY AND FORMULATION | 第94-117页 |
| 5.1- Methodology | 第94-97页 |
| 5.1.1- Overview of Integration System | 第94-95页 |
| 5.1.2- Water Quality Response to Non-Point Source Pollution | 第95页 |
| 5.1.3- Non-Point Source Pollution Control with TMDL and BMP | 第95-97页 |
| 5.1.4 PLOAD Integration System for Urban Fringe Watershed | 第97页 |
| 5.2- Representative Surface Water Pollutants | 第97-100页 |
| 5.2.1- Nitrate and Ammonium | 第98-99页 |
| 5.2.2- Phosphorus Sources | 第99-100页 |
| 5.3- Selection of Urban Fringe Region and Map Coordinate System | 第100-102页 |
| 5.4- Mathematical expression of modeling components | 第102-116页 |
| 5.4.1- Development of PLOAD Watershed Model | 第102-104页 |
| 5.4.1.1- Pollutant loading allocation calculation | 第102-103页 |
| 5.4.1.2.- Export coefficient method | 第103页 |
| 5.4.1.3- Simple method | 第103-104页 |
| 5.4.2- GIS- BMP Computation | 第104-105页 |
| 5.4.3- Maximum Pollutants Loading Rate Estimation | 第105-106页 |
| 5.4.4- Water Quality Modeling for Point Sources Inventory | 第106-109页 |
| 5.4.4.1- Model Configuration and Numerical Solution | 第106页 |
| 5.4.4.2- Code Modification | 第106-108页 |
| 5.4.4.3- Numerical Solution | 第108-109页 |
| 5.4.5- Calculation of Waste Load Allocation | 第109-112页 |
| 5.4.5.1- Mathematical Formulation | 第110-111页 |
| 5.4.5.2- Model Algorithm | 第111-112页 |
| 5.4.6- Agriculture Runoff from the Farmlands | 第112-114页 |
| 5.4.6.1- Time of Fertilizers Application | 第112-114页 |
| 5.4.7- Identification of Non-point Sources | 第114-116页 |
| 5.4.7.1- Neural Net Capability for Watershed Management | 第114页 |
| 5.4.7.2- BPN Model Calculation | 第114-116页 |
| 5.5- Summary and Conclusion | 第116-117页 |
| Chapter-6 COMPUTER SOFTWARE AND DATA DEVELOPMENT | 第117-133页 |
| 6.1- GIS software | 第117页 |
| 6.2- MODEL software | 第117-120页 |
| 6.2.1.- BASILS Version 2.0 | 第118页 |
| 6.2.2- BASILS Version 3.0 | 第118-119页 |
| 6.2.3- PLOAD extension of BASINS version 3.0 | 第119-120页 |
| 6.3- Data Source Development | 第120-132页 |
| 6.3.1- Geographical Information System Data | 第121-125页 |
| 6.3.1.1.- Watershed Boundary and Land use Data | 第121页 |
| 6.3.1.2- BMP's Location and Site Features | 第121-122页 |
| 6.3.1.3- Digital Terrain Representation | 第122-124页 |
| 6.3.1.4- Reach File | 第124-125页 |
| 6.3.2- Spreadsheet and Tabular Data | 第125-129页 |
| 6.3.2.1- Export Coefficient Tables | 第125-126页 |
| 6.3.2.2- Pollutants Loading Rate Data | 第126-128页 |
| 6.3.2.3- BMP Removal Efficiency Table | 第128-129页 |
| 6.3.2.4- Impervious Factor Table | 第129页 |
| 6.3.3- Fertilizers Data | 第129-130页 |
| 6.3.4- Hydrologic and Climatic Data | 第130-131页 |
| 6.3.5- Development of Pollution Source Identification Data Set | 第131-132页 |
| 6.4- Summary and Conclusion | 第132-133页 |
| Chapter 7 - EVALUATION OF WATERSHED INTEGRATED PROCEDURE | 第133-190页 |
| 7.1 Introduction | 第133-135页 |
| 7.1.1- GIS and Cascade Modeling | 第133-135页 |
| 7.2- Evaluation of Watershed Delineation | 第135-139页 |
| 7.2.1- Preprocessing of DEM | 第135-136页 |
| 7.2.2- Stream Definition | 第136页 |
| 7.2.3- Definition of the Outlets Points | 第136-137页 |
| 7.2.4- Watershed and Sub basins Delineation | 第137页 |
| 7.2.5- Sub-basin and Stream Reach Parameter Calculation | 第137-138页 |
| 7.2.6- Subdivision of Study Region into Modeling Units | 第138-139页 |
| 7.3- Evaluation of Non-point Pollution Load | 第139-157页 |
| 7.3.1- Adjustment of Loading Parameters | 第139-144页 |
| 7.3.1.1- Runoff Generation | 第140-144页 |
| 7.3.1.2- Flow generation calibration | 第144页 |
| 7.3.2- Evaluation of Non-point Polluting Load from Agriculture | 第144-149页 |
| 7.3.3- Nonpoint Polluting Loading from Urban Source | 第149-152页 |
| 7.3.4- Evaluation of Fertilizers Application and Loss of Nutrients | 第152-157页 |
| 7.3.4.1- Methodology | 第152-153页 |
| 7.3.4.2- Results | 第153-157页 |
| 7.4- Evaluation of Best Management Practice Utilization | 第157-167页 |
| 7.4.1- SRB's Pollutants Removal Efficiency | 第157-158页 |
| 7.4.2- Procedures Adopted for Artificial Impoundment | 第158-159页 |
| 7.4.3- Design for Sedimentation Retention Basin | 第159-164页 |
| 7.4.3.1- Rate removal efficiency | 第159-160页 |
| 7.4.3.2- Hydraulic retention time | 第160页 |
| 7.4.3.3- Terminal settling velocity | 第160-162页 |
| 7.4.3.4- Adjustment of design parameters | 第162-163页 |
| 7.4.3.5- Computation methodology for SRB's construction | 第163页 |
| 7.4.3.6- Computation method adopted | 第163-164页 |
| 7.4.4- Land Management Strategy | 第164-167页 |
| 7.4.4.1- Results | 第164-165页 |
| 7.4.4.2- Analysis | 第165-167页 |
| 7.5.- Total Maximum Daily Load Process Evaluation | 第167-187页 |
| 7.5.1.- Watershed Characterization | 第167页 |
| 7.5.2- Water Quality Standard (WQS) | 第167-168页 |
| 7.5.3- Estimation and Identification of Load Allocation | 第168-170页 |
| 7.5.3.1- Evaluation of nonpoint sources identification | 第168-169页 |
| 7.5.3.2- Model results | 第169页 |
| 7.5.3.3- Evaluation | 第169-170页 |
| 7.5.4- Identification of waste load allocation | 第170-177页 |
| 7.5.4.1- Local transformation finite analytical method | 第171-174页 |
| 7.5.4.1.1- Model implementation and results | 第173-174页 |
| 7.5.4.2- Water quality modal application | 第174-175页 |
| 7.5.4.2.1- Parameters estimation | 第175页 |
| 7.5.4.3- Calibration and verification | 第175-176页 |
| 7.5.4.4- Model testing | 第176-177页 |
| 7.5.5- Linkage between Loading and Response | 第177-180页 |
| 7.5.5.1- Simulation of point source pollution | 第177-179页 |
| 7.5.5.2- Computation of waste load allocation | 第179-180页 |
| 7.5.6- Margin of Safety | 第180-183页 |
| 7.5.7- Allocate Pollutants Loading (TMDL) | 第183-186页 |
| 7.5.8- Loading Allocation Requirements | 第186-187页 |
| 7.5.8.1- Impact of WLA and LA reduction | 第186页 |
| 7.5.8.2- Variation in flow and pollutants load | 第186-187页 |
| 7.5.8.3- Future growth allocation | 第187页 |
| 7.5.8.4- Temporal aspect | 第187页 |
| 7.6- Summary and Conclusion | 第187-190页 |
| Chapter 8 - SUMMARY, CONCLUSION AND RECOMMENDATIONS | 第190-200页 |
| 8.1- The Application of GIS Technology | 第198页 |
| 8.1.1- Terrain Based Modeling | 第198页 |
| 8.1.2- Regional Modeling of Pollutants Allocation in Surface Water | 第198页 |
| 8.2- Recommendations for Extending and Modifying the Work | 第198-199页 |
| 8.3- Limitation of Study | 第199页 |
| 8.3.1- Monitored and Observed Data | 第199页 |
| 8.3.2- Rainfall and Land use | 第199页 |
| 8.4- Model Limitations | 第199-200页 |
| 8.4.1- Event-Based Model | 第199页 |
| 8.4.2- Assumption Limitations | 第199-200页 |
| REFERENCES | 第200-211页 |
| APPENDIX | 第211-219页 |
| LIST OF PUBLICATIONS | 第219-220页 |
