應用SWAT模型探究平原流域氮磷流失規(guī)律及控制方法
發(fā)布時間:2017-04-14 09:22
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【摘要】:水體富營養(yǎng)化主要表現(xiàn)為水體中含有過量的氮、磷元素,危害著整個水生態(tài)系統(tǒng),通常是由非點源污染引起的。本論文以SWAT模型為工具,結合流域的土地利用類型和土壤類型等,研究了嘉興平原和東苕溪上游兩種典型流域的總氮、總磷負荷的時空分布情況及不同稻田比例下流域總氮總磷流失的變化,并在模型適用的基礎上通過改變模型農(nóng)事管理模塊改變耕作方式(將傳統(tǒng)耕作轉變?yōu)槊飧?分析不同耕作方式對農(nóng)田總氮總磷流失的影響,為有效管理和控制流域農(nóng)業(yè)非點源污染提供科學依據(jù)。主要研究結論如下:1) SWAT模型可以用于嘉興平原流域的氮磷流失時空分布評估。模擬結果顯示,SWAT模型在嘉興平原流域驗證與率定的R20.65, ENS0.60, TN、TP流失強度范圍分別為6.9-17.4 kg/ha,1.2-2.9 kg/ha,氮磷流失時空分布的差異性較大。2)在其他農(nóng)事操作不變的情況下,將稻田的傳統(tǒng)耕作方式替換為免耕能減少流域氮磷流失,對于減少流域非點源污染具有一定的效果。研究數(shù)據(jù)表明,在嘉興平原流域采用免耕,其徑流、總氮、總磷的輸出分別減少14.9%-41.5%,4.0%-10.9%,5.6%-9.6%;在東苕溪上游流域采用免耕,其徑流、總氮、總磷的輸出分別減少16.0%-37.3%,4.1%-16.9%,5.6%-10-3%。除此之外,硝態(tài)氮、氣態(tài)氮的輸出也有一定的差異,且變化趨勢相似。研究免耕模式對水稻產(chǎn)量的影響,結果表明在嘉興平原流域,5年內水稻產(chǎn)量均略有減產(chǎn),但基本與傳統(tǒng)耕作條件下的水稻產(chǎn)量持平;而在東苕溪上游流域,前4年水稻產(chǎn)量較傳統(tǒng)耕作模式低,從第5年起水稻產(chǎn)量開始高于傳統(tǒng)耕作模式。雖然免耕有利于減少面源氮磷等營養(yǎng)物質的輸出,但僅改變耕作方式具有一定的限制性,將免耕與其他水肥管理方式相結合可能會產(chǎn)生更明顯的效果。3)通過對不同稻田比例條件下小流域的氮磷輸出負荷進行研究分析,發(fā)現(xiàn)稻田比例在30%-71%時,氮磷輸出負荷具有逐漸減弱的趨勢。對嘉興流域和東苕溪上游流域的75個小流域中不同稻田比例下的流域氮磷流失負荷進行擬合分析,結果表明,當?shù)咎锉壤∮?0%或大于71%時,流域總氮總磷的輸出負荷隨著稻田比例的升高而增大,稻田比例在30%-71%時,流域總氮總磷的輸出負荷隨著稻田比例的增加而減小。實驗結果表明,在一定稻田比例條件下,稻田具有作為污染物消納源的潛力。
【關鍵詞】:SWAT模型 非點源污染 免耕 稻田濕地
【學位授予單位】:浙江大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:X52
【目錄】:
- 致謝7-9
- 摘要9-11
- Abstract11-20
- 1. 緒論20-29
- 1.1 研究背景20-22
- 1.2 SWAT模型應用研究現(xiàn)狀分析22-26
- 1.2.1 國內外研究現(xiàn)狀分析22-24
- 1.2.2 SWAT模型徑流模擬研究進展24-25
- 1.2.3 SWAT模型徑流參數(shù)敏感性分析25-26
- 1.3 研究目的及意義26-28
- 1.3.1 研究內容27-28
- 1.3.2 技術路線28
- 1.4 研究條件28-29
- 2. SWAT模型在平原水稻種植流域的應用29-49
- 2.1 引言29
- 2.2 材料與方法29-33
- 2.2.1 研究區(qū)域概況29-31
- 2.2.2 自然條件31
- 2.2.3 污染情況31-33
- 2.3 基礎數(shù)據(jù)庫構建33-40
- 2.3.1 數(shù)據(jù)收集及來源33-34
- 2.3.2 數(shù)據(jù)初步處理及數(shù)據(jù)庫構建34-40
- 2.4 SWAT模型構建與運行40-42
- 2.4.1 子流域劃分40-41
- 2.4.2 HRU劃分41-42
- 2.4.3 數(shù)據(jù)庫信息編輯42
- 2.5 SWAT模型率定與驗證42-46
- 2.5.1 敏感性分析、率定以及驗證方法42-44
- 2.5.2 SWAT模型的率定與驗證44-46
- 2.6 流域氮磷流失強度分布46-48
- 2.7 本章小結48-49
- 3. 免耕對水稻種植流域氮磷輸出的影響49-61
- 3.1 引言49-50
- 3.2 材料與方法50-51
- 3.2.1 研究區(qū)域50-51
- 3.2.2 SWAT模型的耕作方式的改變51
- 3.3 結果51-57
- 3.3.1 免耕模式對流域徑流與總氮、總磷輸出的影響51-55
- 3.3.2 免耕模式對于流域中水稻產(chǎn)量的影響55-57
- 3.4 討論57-60
- 3.4.1 免耕模式對于徑流流量的影響57-58
- 3.4.2 免耕模式對于氮、磷輸出的影響58-59
- 3.4.3 免耕模式對于水稻產(chǎn)量的影響59
- 3.4.4 嘉興平原流域和東苕溪上游流域的免耕效果的差別59-60
- 3.5 本章小結60-61
- 4. 稻田比例對流域氮磷輸出負荷的影響61-67
- 4.1 引言61-62
- 4.2 材料與方法62
- 4.3 結果62-64
- 4.3.1 流域總氮、總磷輸出負荷62
- 4.3.2 稻田比例對氮磷輸出負荷的影響62-64
- 4.4. 討論64-66
- 4.4.1 稻田比例對稻田氮磷輸出負荷的影響64-65
- 4.4.2 稻田濕地的現(xiàn)實意義65-66
- 4.5 本章小結66-67
- 5. 結論與展望67-70
- 5.1 研究結論67-68
- 5.2 論文創(chuàng)新點68
- 5.3 研究展望68-70
- 參考文獻(References)70-85
- 作者簡歷、科研成果及獎勵85-87
- 附錄87-88
【參考文獻】
中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條
1 陳軍鋒,李秀彬;土地覆被變化的水文響應模擬研究[J];應用生態(tài)學報;2004年05期
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本文編號:305718
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