[發明專利]一種陸海氮磷負荷歸趨估算方法

在審

• 申請號: 202310768295.6
• 申請日: 2023-06-28
• 公開（公告）號: CN116562051A
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 楊盈;張宇健;蘇美蓉;趙秀芳;殷金巖
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院;嶺南生態文旅股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 韓雪梅

本發明公開一種陸海氮磷負荷歸趨估算方法，涉及污染物管理領域，方法包括獲取不同數據類型的統計數據；所述數據類型包括土地利用部分、經濟部分、人口部分、農業部分、畜牧業部分、流域信息和水庫信息；根據所述統計數據利用氮磷負荷靈活估算模型確定入海總氮磷負荷；對所述入海總氮磷負荷進行時間尺度轉換得到各入海口的氮磷濃度；根據所述各入海口的氮磷濃度利用河口海岸數值模擬模型確定陸源氮磷輸出負荷入海后的時空分布和生物化學趨勢。本發明便捷高效地實現陸源氮磷負荷輸出?入海口匯流?河口海岸水環境歸趨的全過程負荷估算和動態模擬。

技術領域

本發明涉及污染物管理領域，特別是涉及一種陸海氮磷負荷歸趨估算方法。

背景技術

溶解態無機氮（Dissolved?Inorganic?Nitrogen，DIN）和溶解態無機磷（Dissolved?Inorganic?Phosphorus，DIP）是支持浮游植物生長繁殖和維持水生態系統穩定的主要營養物質，但是超量氮磷負荷的輸入容易引起河口海岸水體富營養化。隨著沿岸城市社會經濟的飛速發展，高強度的人類活動為下游河口水域輸出了大量的氮磷等營養物質，陸源氮磷輸出負荷已成為河口海岸水域營養物質循環最主要的外部貢獻源，因此估算陸源氮磷輸出負荷對下游水生態管理保護尤為重要。

陸源氮磷輸出負荷的估算方法一般分為兩種：一是測量法，根據相關環境監測原則，在河流的不同位置設置參照點和控制點，甚至是在排污口設置監測點，根據監測數據計算河流的營養物質輸出負荷，該方法能夠實現日尺度甚至是更細尺度的氮磷濃度數據，但是經濟或人力成本較高；二是模型法，該方法可以根據統計資料進行數學建模或借助已有模型估算氮磷輸出負荷，時間經濟成本較低，應用廣泛。根據模型復雜度可分為經驗模型如ECM（Export?Coefficient?Model），概念模型如Global?NEWS?2?(Global?Nutrient?Exportfrom?WaterSheds?2)、MARINA?(Model?to?Assess?River?Inputs?of?Nutrients?to?seAs)，機理模型如SWAT（Soil?and?Water?Assessment?Tool）等。

陸源氮磷負荷入海后的生物化學趨勢通常包括水平方向上的遷移擴散、垂直方向上的移動、水體-沉積物界面上的沉積埋藏與釋放、微生物反硝化、參與初級生產等，對促進生物地球化學物質循環和維持水生態系統穩定具有重要意義。由于過程繁多且計算復雜，通常借助數值模擬模型實現，數值模擬模型是將現實環境的物理現象公式化，更適用于大尺度區域研究，應用更為廣泛。代表數值模擬模型有FVCOM、EFDC和MIKE等，計算原理大抵相同，均以結構化或非結構化網格為計算單元，求解水動力水質方程。

CN113933372A，該發明公開了一種流域硝態氮來源入河負荷及入河系數的定量辨識方法，包括以下步驟：（1）同位素溯源的樣品采集與分析；（2）流域中入河硝態氮來源的貢獻比例的計算；（3）流域出口徑流監測及硝態氮樣品的采集與分析；（4）流域出口硝態氮總入河負荷的計算；（5）流域硝態氮來源入河負荷及入河系數的計算。

CN103106347A，該發明公開了一種基于土壤屬性空間分布的農業面源磷污染估算方法，該方法有三大步驟：（1）土壤屬性空間分布與面源污染負荷響應關系的建立，包含典型小研究區域選擇、土壤屬性空間分布、典型區面源污染SWAT模型模擬和土壤屬性與面源污染負荷空間分布響應關系建立；（2）待估算區域土壤樣品采集與檢測；（3）農業面源污染負荷估算。

CN110826920A，該發明公開了一種海岸帶污染物負荷估算方法，主要由兩個步驟組成：（1）污染源及主要污染物確定，根據研究區域污染物形成特點及數據可獲取情況，確定點源污染源和非點源污染源；根據污染物含量的統計，確定主要污染物；點源污染包括工業廢水；非點源污染是指各類污染物在大面積降水和徑流沖刷作用下匯入受納水體而引起的水體污染；（2）污染負荷估算，包括點源污染負荷估算和非點源污染源負荷估算；主要污染物為總氮、總磷、化學需氧量、氨氮四類。