基于ArcGIS的区域尺度稻田降雨径流氮磷流失负荷估算

发布时间：2020-07-06 14:56

【摘要】：稻田氮磷降雨径流流失是造成我国农业面源污染的主要原因之一,深入研究稻田氮磷降雨径流发生机制和流失特征对流域水环境保护具有重要意义。本文选取四种典型水稻土作为试验土壤,开展了不同施肥水平下稻田田面水中氮磷浓度动态变化规律的研究,并将定点监测结果和数学模拟相结合,构建了不同尺度的稻田降雨径流氮磷流失负荷估算方法。主要研究结论如下：1)化肥施入水稻土后的第1天田面水中TN、TP浓度达到峰值,峰值浓度与施肥量呈线性相关(R20.97),但不同土壤类型下峰值浓度存在差异,特别是TP的差异极其显著。峰值出现后,不同土壤类型下的田面水TN、TP浓度均以指数形式下降,并最终保持在一个相对较低的稳定水平。田面水中TN、TP动态变化分别可以利用形式为y=(A×P+b)×e-kt+c和y=(A×P+b)×e-kt+(c×p+d)的指数方程进行模式表征。2)以田间试验得到的规律为基础,结合稻田“蓄满产流”原理,建立了田间尺度的稻田降雨径流氮磷流失负荷估算方法。嘉兴和余杭两个试验点的验证结果表明：径流量、TN及TP流失负荷的模拟值和观测值吻合度较高,但部分场次降雨的估算结果误差较大；模式质量评价表明,尽管利用该方法估算存在误差,但其过程模拟一致性较好,能够用于对稻田降雨径流进行模拟。3)基于ArcGIS Engine构建了用于区域尺度稻田降雨径流氮磷流失负荷估算的SRLAS系统,并以面上调查为基础,对输入参数进行了空间差异化。利用该系统对2008-2012年间的稻田氮磷流失进行模拟,结果显示杭嘉湖地区5年平均的稻季降雨径流TN流失负荷为19.66 kg N/hm2,TP流失负荷0.84 kg N/hm2,分别占氮肥、磷肥平均施用量的6.69%和4.23%。情景分析表明：2008～2012年间,整个地区在氮磷肥分别减量10%、20%、30%和40%的情况下,TN流失负荷总削减量分别为393.1 t、786.2 t、1179.3 t和1572.4 t,平均削减率分别为6.38%、12.76%、19.15%和25.53%；全区TP流失负荷总削减量分别为15.3t、30.5 t、45.7t和61.1 t,平均削减率分别为3.12%、6.24%、9.29%和12.48%。相对于氮肥减量化施用,灌溉模式的改进更能显著地减少稻田氮磷径流流失负荷。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X52

【参考文献】

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本文编号：2743790