应用SWAT模型探究平原流域氮磷流失规律及控制方法

发布时间：2017-04-14 09:22

  本文关键词：应用SWAT模型探究平原流域氮磷流失规律及控制方法，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水体富营养化主要表现为水体中含有过量的氮、磷元素,危害着整个水生态系统,通常是由非点源污染引起的。本论文以SWAT模型为工具,结合流域的土地利用类型和土壤类型等,研究了嘉兴平原和东苕溪上游两种典型流域的总氮、总磷负荷的时空分布情况及不同稻田比例下流域总氮总磷流失的变化,并在模型适用的基础上通过改变模型农事管理模块改变耕作方式(将传统耕作转变为免耕)分析不同耕作方式对农田总氮总磷流失的影响,为有效管理和控制流域农业非点源污染提供科学依据。主要研究结论如下：1) SWAT模型可以用于嘉兴平原流域的氮磷流失时空分布评估。模拟结果显示,SWAT模型在嘉兴平原流域验证与率定的R20.65, ENS0.60, TN、TP流失强度范围分别为6.9-17.4 kg/ha,1.2-2.9 kg/ha,氮磷流失时空分布的差异性较大。2)在其他农事操作不变的情况下,将稻田的传统耕作方式替换为免耕能减少流域氮磷流失,对于减少流域非点源污染具有一定的效果。研究数据表明,在嘉兴平原流域采用免耕,其径流、总氮、总磷的输出分别减少14.9%-41.5%,4.0%-10.9%,5.6%-9.6%；在东苕溪上游流域采用免耕,其径流、总氮、总磷的输出分别减少16.0%-37.3%,4.1%-16.9%,5.6%-10-3%。除此之外,硝态氮、气态氮的输出也有一定的差异,且变化趋势相似。研究免耕模式对水稻产量的影响,结果表明在嘉兴平原流域,5年内水稻产量均略有减产,但基本与传统耕作条件下的水稻产量持平；而在东苕溪上游流域,前4年水稻产量较传统耕作模式低,从第5年起水稻产量开始高于传统耕作模式。虽然免耕有利于减少面源氮磷等营养物质的输出,但仅改变耕作方式具有一定的限制性,将免耕与其他水肥管理方式相结合可能会产生更明显的效果。3)通过对不同稻田比例条件下小流域的氮磷输出负荷进行研究分析,发现稻田比例在30%-71%时,氮磷输出负荷具有逐渐减弱的趋势。对嘉兴流域和东苕溪上游流域的75个小流域中不同稻田比例下的流域氮磷流失负荷进行拟合分析,结果表明,当稻田比例小于30%或大于71%时,流域总氮总磷的输出负荷随着稻田比例的升高而增大,稻田比例在30%-71%时,流域总氮总磷的输出负荷随着稻田比例的增加而减小。实验结果表明,在一定稻田比例条件下,稻田具有作为污染物消纳源的潜力。
【关键词】：SWAT模型 非点源污染 免耕 稻田湿地
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X52
【目录】：

• 致谢7-9
• 摘要9-11
• Abstract11-20
• 1. 绪论20-29
• 1.1 研究背景20-22
• 1.2 SWAT模型应用研究现状分析22-26
• 1.2.1 国内外研究现状分析22-24
• 1.2.2 SWAT模型径流模拟研究进展24-25
• 1.2.3 SWAT模型径流参数敏感性分析25-26
• 1.3 研究目的及意义26-28
• 1.3.1 研究内容27-28
• 1.3.2 技术路线28
• 1.4 研究条件28-29
• 2. SWAT模型在平原水稻种植流域的应用29-49
• 2.1 引言29
• 2.2 材料与方法29-33
• 2.2.1 研究区域概况29-31
• 2.2.2 自然条件31
• 2.2.3 污染情况31-33
• 2.3 基础数据库构建33-40
• 2.3.1 数据收集及来源33-34
• 2.3.2 数据初步处理及数据库构建34-40
• 2.4 SWAT模型构建与运行40-42
• 2.4.1 子流域划分40-41
• 2.4.2 HRU划分41-42
• 2.4.3 数据库信息编辑42
• 2.5 SWAT模型率定与验证42-46
• 2.5.1 敏感性分析、率定以及验证方法42-44
• 2.5.2 SWAT模型的率定与验证44-46
• 2.6 流域氮磷流失强度分布46-48
• 2.7 本章小结48-49
• 3. 免耕对水稻种植流域氮磷输出的影响49-61
• 3.1 引言49-50
• 3.2 材料与方法50-51
• 3.2.1 研究区域50-51
• 3.2.2 SWAT模型的耕作方式的改变51
• 3.3 结果51-57
• 3.3.1 免耕模式对流域径流与总氮、总磷输出的影响51-55
• 3.3.2 免耕模式对于流域中水稻产量的影响55-57
• 3.4 讨论57-60
• 3.4.1 免耕模式对于径流流量的影响57-58
• 3.4.2 免耕模式对于氮、磷输出的影响58-59
• 3.4.3 免耕模式对于水稻产量的影响59
• 3.4.4 嘉兴平原流域和东苕溪上游流域的免耕效果的差别59-60
• 3.5 本章小结60-61
• 4. 稻田比例对流域氮磷输出负荷的影响61-67
• 4.1 引言61-62
• 4.2 材料与方法62
• 4.3 结果62-64
• 4.3.1 流域总氮、总磷输出负荷62
• 4.3.2 稻田比例对氮磷输出负荷的影响62-64
• 4.4. 讨论64-66
• 4.4.1 稻田比例对稻田氮磷输出负荷的影响64-65
• 4.4.2 稻田湿地的现实意义65-66
• 4.5 本章小结66-67
• 5. 结论与展望67-70
• 5.1 研究结论67-68
• 5.2 论文创新点68
• 5.3 研究展望68-70
• 参考文献(References)70-85
• 作者简历、科研成果及奖励85-87
• 附录87-88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 陈军锋,李秀彬;土地覆被变化的水文响应模拟研究[J];应用生态学报;2004年05期

  本文关键词：应用SWAT模型探究平原流域氮磷流失规律及控制方法，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：305718