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随着我国快速的城镇化进程，不透水地表的扩张所带来的城市非点源污染及城市雨洪问题日益突出。在点源污染逐步得到控制的同时，非点源污染能否有效控制成为制约我国很多区域水污染防治规划与政策能否有效实施的关键所在，因此如何更快速、高效地实现城市范围内非点源污染的控制得到越来越多的关注。 在对大量国内外文献调研和分析的基础上，本文选择了最佳管理措施(BMPs)这一在国际上被广泛研究和应用的生态型、重源头控制的非点源污染管理措施来进行研究。而要快速得到相对准确的城市整体区域BMPs的实施方案，运用模型方法是发展的必然趋势。在总结和借鉴国内外先进的经验的基础上，本研究以昆明主城区总磷年均负荷(TP-AAL)削减为例，由“整体-局部-整体”的主体思路，设计了“由城市流域划分到排水单元→相似排水单元归类并选择典型研究→再将典型排水单元研究结果推广到城市流域”的城市非点源污染BMPs优化方法体系，较好的解决了城市非点源污染规划方案与实地实施脱节的问题。论文研究得到了昆明主城区非点源污染BMPs的优化方案，为其他区域的研究提供了参考和借鉴。 本文研究的主要内容与成果如下: (1)完成了昆明主城区BMPs的设计与优化研究所需的大量数据信息的收集，包括:气象数据、降雨数据、土地利用数据、排水系统数据、非点源污染物(本研究是以BMPs对非点源TP年均负荷(TP-AAL)的削减为例）排放数据等，为研究提供了最基本的保证。 (2)在保证准确性的前提下，依据数据的可得性和代表性，借鉴了美国洛杉矶市相关研究中所采用的划分“管理类别”的方法，以影响BMPs的设置情况的主要因素（不透水面的类型、道路密度、坡度、不透水率）来作为划分依据，将昆明主城区923个排水单元划分为A、B、C、D、E、F、G7种管理类别（本文只研究了属于城市地表的A、B、C、D、E、F6种管理类别）。 (3)从每种管理类别中选择典型局地进行BMPs优化研究。首先对BMPs进行了初选，总结了不同的BMP对TP非点源污染的去除效果、适用条件等信息之后，根据昆明主城区的实际情况，为6个典型局地初步筛选出可以设置的BMPs。典型局地内BMPs的优化采用的是SUSTAIN模型(System for Urban Stormwater Treatment and Analysis IntegratioN Model)，按照模型需求，准备好符合要求的数据，重点进行了水文水质参数、BMPs技术参数、优化变量以及优化算法相关参数的设置，完成了模型的运行。并最终得到各典型局地内BMPs效益-费用曲线，即对应不同非点源TP去除率的费用最小的最佳方案，包括每项BMP的尺寸、数量、费用等信息。 (4)将典型局地BMPs最佳方案进行了推广，得到昆明主城区BMPs优化方案。6种管理类别所包含的排水单元面积差异很大，从6公顷到500多公顷。将同种管理类别的排水单元按照面积大小进行了分段，所有管理类别共分成43个面积段，每个排水单元按就近的原则归为其中一个段。按照分段的面积值对BMPs的数量进行设置，其他参数均与典型局地相同，运行SUSTAIN得到BMPs效益-费用曲线。最终每个排水单元都对应一条BMPs效益-费用曲线。本研究采用目前常用的等比例分配的方法，得到每个排水单元TP-AAL的削减目标，然后对应其效益-费用曲线，找到对应的最佳方案，即得到了整个昆明主城区非点源污染BMPs的优化方案。