[發明專利]一種基于水循環的農田面源污染測算方法及裝置

有效

• 申請號: 201410488222.2
• 申請日: 2014-09-22
• 公開（公告）號: CN104239729B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 肖偉華;郝彩蓮;張海濤;楊貴羽;石敏;魯帆
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243
• 代理人: 許靜,黃燦

技術領域

本發明涉及農業非點源污染負荷量計算領域，特別是指一種基于水循環的農田面源污染測算方法及裝置。

背景技術

近年來，隨著農業的發展和人類生活水平的提高，水體污染等現象日益嚴重，而伴隨點源污染控制能力的提高，非點源環境污染逐漸得到各國環境保護部門的重視。農業非點源污染嚴重性逐漸顯示，農田地表徑流中所包含的氮磷等營養物加劇了流域水體富營養化現象，其造成的影響不容忽視。

目前，國內外對非點源污染的負荷計算方法主要為經驗統計估算法，雖然經驗統計數據要求低，僅涉及其輸入與輸出關系，但是缺乏污染的具體過程與機理，得到的結果準確性較低。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于水循環的農田面源污染測算方法及裝置，結合農田水循環結構更科學、準確地計算農田區面源污染負荷。

為達到上述目的，本發明的實施例提供一種基于水循環的農田面源污染測算方法，包括：

獲取農田水循環各要素通量及其中所含污染物量；

根據獲取的農田水循環各要素通量及其中所含污染物量構建農田尺度上的水量平衡模型和污染物平衡模型；

根據水量平衡模型和污染物平衡模型獲得農田面源污染負荷量。

其中，所述獲取農田水循環各要素通量及其中所含污染物量，具體為：

基于農田水循環對農田面源污染的影響分析，獲取農田水循環各要素通量及其中所含污染物量。

其中，所述根據獲取的農田水循環各要素通量及其中所含污染物量構建農田尺度上的水量平衡模型和污染物平衡模型，具體包括：

根據獲取的農田水循環各要素通量和水量平衡算式構建農田尺度上的水量平衡模型；

根據獲取的農田水循環各要素通量中所含污染物量和污染物平衡算式構建農田尺度上的污染物平衡模型。

其中，所述根據水量平衡模型和污染物平衡模型獲得農田面源污染負荷量，具體包括：

根據所述水量平衡模型和污染物平衡模型以及實驗小區的監測數據，獲得待測農田區的農田面源污染測算機理參數；

根據所述水量平衡模型和污染物平衡模型以及所述機理參數，獲得待測農田區的農田面源污染負荷量。

其中，所述根據所述水量平衡模型和污染物平衡模型以及實驗小區的監測數據，獲得待測農田區的農田面源污染測算機理參數，具體包括：

根據實驗小區的監測數據，通過污染物平衡算式獲得下滲水量；

根據實驗小區的監測數據和所述下滲水量，通過水量平衡算式獲得蒸發量；其中

獲得的所述待測農田區的農田面源污染測算機理參數包括：所述實驗小區的監測數據、所述下滲水量和所述蒸發量。

其中，所述根據所述水量平衡模型和污染物平衡模型以及所述機理參數，獲得待測農田區的農田面源污染負荷量，具體包括：

根據所述機理參數，并結合所述待測農田區的農田面積和灌溉流量，通過水量平衡算式獲得所述待測農田區的灌溉退水流量；

根據所述機理參數，并結合所述待測農田區的灌溉退水流量、灌溉入流污染物濃度、農田面積、灌溉流量、施肥量對污染物貢獻量和植物吸收污染物量，通過污染物平衡算式獲得農田面源污染物的濃度及農田面源污染物負荷量。

其中，所述水量平衡算式為：

其中

ΔV為時段蓄水量增量；Δt為時段長度；Q_I為時段平均灌溉流量；Q_O為時段平均退水流量；P_h為時段降雨強度；S為農田面積；E為時段蒸發強度；L為時段平均下滲水量；E＝K_EPE₀，E₀為時段水面蒸發強度，K_EP為折算系數；

所述污染物平衡算式為：

其中