【摘要】：模擬水稻灌區(qū)中非自然水文過程及其驅(qū)動下的面源污染物遷移轉(zhuǎn)化過程對了解水稻灌區(qū)面源污染形成機(jī)理以及污染控制具有重要的意義。將水稻灌區(qū)水文過程分為陸面水文過程和排水溝道水文過程,采用均衡法模擬陸面水文過程中稻田深層滲漏水量以及氨氮(NH4~+)、硝氮(NO_3~-)和磷酸根(PO_4~(3-))的滲漏通量,在此基礎(chǔ)上,基于非穩(wěn)定飽和滲流方程計算稻田深層滲漏過程所形成的側(cè)向排水過程,作為排水溝道水文過程的輸入項,基于動力波方程和一階動力學(xué)方程描述了水稻灌區(qū)排水網(wǎng)絡(luò)下的面源污染物運(yùn)移和轉(zhuǎn)化過程,提出了水稻灌區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染物遷移轉(zhuǎn)化模型。根據(jù)前郭灌區(qū)2008—2009年的監(jiān)測數(shù)據(jù)對模型滲流過程、主要面源污染物遷移轉(zhuǎn)化過程參數(shù)進(jìn)行率定,采用2010年的監(jiān)測資料對模擬結(jié)果進(jìn)行了驗證。結(jié)果表明,基于所提出的方法模擬了稻田和排水溝道2個水文過程中NH4~+,NO_3~-和PO_4~(3-)的質(zhì)量濃度峰值過程的差異,實現(xiàn)了水稻灌區(qū)陸面水文和排水溝水文過程的耦合。稻田水層中模擬NH4~+,NO_3~-和PO_4~(3-)的Nash-Sutcliffe系數(shù)分別為0.772、0.758和0.709,相對均方根誤差(RMSE)分別為0.042、0.050和0.071,排水系統(tǒng)中模擬NH4~+、NO_3~-和PO_4~(3-)污染物的Nash-Sutcliffe系數(shù)分別為0.645、0.704和0.854,相對均方根誤差(r RMSE)分別為0.072、0.060和0.031。所提出的方法可有效地模擬稻田滲流過程和排水過程中的面源污染物遷移轉(zhuǎn)化過程。
[Abstract]:It is important to simulate the unnatural hydrological process and the transport and transformation of non-point source pollutants driven by rice irrigation area in order to understand the formation mechanism and pollution control of non-point source pollution in rice irrigation area. The hydrological process of rice irrigated area was divided into land surface hydrological process and drainage channel hydrological process. The equilibrium method was used to simulate the water leakage and ammonia nitrogen (NH4~) in the deep layer of paddy field during the land surface hydrological process. The leakage fluxes of nitrate (NO_3~-) and phosphate (PO_4~ (3-) were calculated based on the unsteady saturated seepage equation. As the input of drainage channel hydrological process, based on the dynamic wave equation and the first order dynamic equation, the transport and transformation process of non-point source pollutants under drainage network in rice irrigation area were described, and the model of agricultural non-point source pollutant migration and transformation in rice irrigation area was put forward. According to the monitoring data of Qianguo Irrigation District from 2008 to 2009, the model seepage process and the parameters of the main non-point source pollutant migration and transformation process were determined, and the simulation results were verified by the monitoring data in 2010. The results show that the difference of peak mass concentration of NH4~, NO_3~- and PO_4~ (3-) in two hydrological processes of paddy field and drainage channel is simulated based on the proposed method. The coupling of land surface hydrology and drainage ditch hydrology was realized in rice irrigation area. The Nash-Sutcliffe coefficients of simulated NH4~, NO_3~- and PO_4~ (3-) in paddy water layer were 0.758 and 0.709, respectively. The relative root mean square error (RMSE) of simulated NH4~, NO_3~- and PO_4~ (3-) were 0.042 ~ 0.050 and 0.071, respectively. The Nash-Sutcliffe coefficients of NO_3~- and PO_4~ (3-) pollutants were 0.645-0.704 and 0.854, respectively, and the relative root mean square error (r RMSE) were 0.072 ~ 0.060 and 0.031, respectively. The proposed method can effectively simulate the seepage process of paddy field and the process of transport and transformation of non-point source pollutants in drainage process.
【作者單位】： 西藏農(nóng)牧學(xué)院;
【基金】：西藏自治區(qū)科技廳農(nóng)牧業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化與示范項目;西藏自治區(qū)科技廳科技重大專項(Z2016C01G01/07) 國家重點研發(fā)項目(2016YFC0402405) 國家自然科學(xué)基金項目(51379152,91647109,51679257)
【分類號】：X52;X71

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本文編號：2323888