基于ArcGIS的區(qū)域飽和-非飽和點源氮素污染模型及應用
發(fā)布時間:2018-05-25 23:49
本文選題:改進的ArcNLET + 飽和-非飽和氮素運移; 參考:《四川大學學報(工程科學版)》2016年04期
【摘要】:針對流域點源氮素對地表水體污染負荷的定量計算問題,基于ArcGIS平臺改進了飽和-非飽和氮素運移轉化和氮素對地表水體的負荷計算模型ArcNLET,該模型可考慮水流和氮素在土壤中的1維垂向運動和在地下水中的2維水平運動,計算從點源排出經(jīng)土壤消減到達地下水面的硝態(tài)氮和銨態(tài)氮濃度及其在地下水中的濃度分布,并最終計算氮素對地表水體的負荷。將該模型應用于美國佛羅里達州Julington Creek流域點源氮素污染和負荷計算,定量分析了當?shù)攸c源氮素出流對地表水體的污染風險。結果表明:由于地形和土壤性質的差異,從點源到達地下水面的氮素濃度具有很強的空間變異性;該流域氮素進入地表水體的負荷中,銨態(tài)氮比例占26%,說明忽略地下水中銨態(tài)氮會低估氮素污染風險。該模型各模塊相互獨立,參數(shù)較少,利用ArcGIS對輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)進行可視化處理,是定量評估流域點源氮素對地表水體污染負荷的有效工具。
[Abstract]:Aiming at the problem of quantitative calculation of surface water pollution load caused by point source nitrogen, Based on the ArcGIS platform, an improved model, ArcNLET, for calculating the transport and transformation of saturated-unsaturated nitrogen and the load of nitrogen to surface water is developed. The model can take into account the vertical motion of water flow and nitrogen in soil and the horizontal movement of nitrogen in groundwater. The concentration and distribution of nitrate nitrogen and ammonium nitrogen in groundwater were calculated by soil subtractive from point source, and the load of nitrogen on surface water was calculated. The model is applied to the calculation of point source nitrogen pollution and load in Julington Creek watershed, Florida, USA. The risk of surface water pollution caused by local point source nitrogen efflux is analyzed quantitatively. The results show that the nitrogen concentration from point source to underground surface has strong spatial variability due to the difference of topographic and soil properties, and nitrogen in the basin is loaded into the surface water body. The ratio of ammonium nitrogen to ammonium nitrogen is 26%, which indicates that ignoring ammonium nitrogen in groundwater will underestimate the risk of nitrogen pollution. Each module of the model is independent of each other and has few parameters. Using ArcGIS to visualize the input and output data is an effective tool to quantitatively evaluate the surface water pollution load caused by point source nitrogen.
【作者單位】: 武漢大學水資源與水電工程科學國家重點實驗室;佛羅里達州立大學計算科學系;中水珠江規(guī)劃勘測設計有限公司;
【基金】:國家自然科學基金資助項目(51409192) 中國博士后基金面上項目資助(2014M560627)
【分類號】:X52
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,本文編號:1935130
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