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《中国农业科学院》 2011年
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基于SWAT模型的灌区农田退水氮磷污染模拟及调控研究

黄仲冬  
【摘要】:宁夏引黄灌区是我国历史最悠久的灌区之一,近年来,随着灌区农业生产水平的提高,化肥投入量不断增加,灌区的水环境日益恶化。目前,灌区化肥投入已经处于较高水平,再加上养殖业、工业废水和生活污水的点源排放,灌区各排水沟都受到了不同程度的污染,大部分排水沟的水质为劣Ⅴ类,污染物主要包括NH_4-N、TN、TP、COD和BOD_5。排水沟的污染物对灌区地表水体质量造成了严重影响,直接威胁到母亲河黄河的水质安全。 本文以野外调查、定位监测和室内化验分析获取数据为基础,以模型研究为手段,采用国内外广泛应用的SWAT模型,开展了研究区域农田退水主要污染负荷的评价研究,探讨了SWAT模型在研究区域的适用性,模拟了不同水氮管理措施对农田退水污染负荷的影响。取得的主要结论如下: (1)在宁夏青铜峡灌区典型排水区域——西排水沟开展了农田退水污染监测试验,对退水中的氮磷变化特征进行了分析。研究表明:2010年4月至10月,西排水沟中NH4-N最高浓度为4 mg L~(-1),平均浓度为1 mg L~(-1),超过《地表水环境质量标准》Ⅲ类水的准限值,属中度污染;TN平均浓度为4.6 mg L~(-1),远远超过了《地表水环境质量标准》所规定的Ⅴ类水的准限值(2 mg L~(-1)),属重度污染。 (2)通过野外调查和室内分析获取了研究区域大量基础数据,利用ArcGIS建立了研究区域的空间数据库;在对SWAT模型修正和改进的基础上,构建了灌区农田退水污染评价模型,运用实测数据对模型参数的敏感性进行了分析,并评价了模型在研究区域的适用性,研究表明:改进后的SWAT模型在研究区域有较好的适用性,校核期和验证期的NS系数均在0.6以上,相关系数大于0.7,模拟的结果令人满意。 (3)运用SWAT模型对研究区域农田退水污染负荷的来源以及污染负荷在空间和时间上的分布特征进行了分析,研究表明:西排水沟中氮磷污染负荷绝大部分来自于耕地,TN和TP负荷分别占总负荷的98.99%和99.23%;耕地对污染负荷的贡献,主要来自于稻田,稻田TN和TP负荷分别占总负荷的77.34%和75.65%;氮磷负荷的空间分布与土地利用类型的分布一致,主要集中在耕地;在时间上氮磷负荷主要集中在5–8月的灌溉和施肥季节。 (4)利用模型模拟了不同水氮管理措施对研究区域稻田TN负荷和产量的影响。研究表明:水稻产量和TN负荷随施氮量的减少而降低,但递减的规律有所不同,前者成对数型递减,后者成指数型递减;与研究区域的现状相比,施氮量减20%后,稻田退水中的TN负荷减少了24.3%,而产量仅降低了4.4%,且产量保持在9000 kg hm-2,收益最大;施肥方式对TN负荷的影响较大,而对水稻产量的影响较小,适当增加基肥施氮量,减少追肥施氮量,有利于降低稻田退水中TN的负荷,且对产量没有显著影响。
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X592

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李晓;李致家;董佳瑞;;SWAT模型在伊河上游径流模拟中的应用[J];河海大学学报(自然科学版);2009年01期
2 胡远安,程声通,贾海峰;非点源模型中的水文模拟——以SWAT模型在芦溪小流域的应用为例[J];环境科学研究;2003年05期
3 胡雪涛,陈吉宁,张天柱;非点源污染模型研究[J];环境科学;2002年03期
4 陈洪波;王业耀;;国外最佳管理措施在农业非点源污染防治中的应用[J];环境污染与防治;2006年04期
5 秦耀民;胥彦玲;李怀恩;;基于SWAT模型的黑河流域不同土地利用情景的非点源污染研究[J];环境科学学报;2009年02期
6 徐爱兰;王鹏;;基于SWAT模型的圩区农业非点源污染模拟[J];环境监控与预警;2010年01期
7 房孝铎;王晓燕;窦培谦;;密云水库上游流域氮流失规律研究[J];农业环境科学学报;2007年03期
8 王晓燕;秦福来;欧洋;薛亦峰;;基于SWAT模型的流域非点源污染模拟——以密云水库北部流域为例[J];农业环境科学学报;2008年03期
9 代才江;杨卫东;王君丽;刘春光;;最佳管理措施(BMPs)在流域农业非点源污染控制中的应用[J];农业环境与发展;2009年04期
10 霍庭秀,张亚彤,杨峰;黄河宁蒙灌区引退水及其水质概况[J];内蒙古水利;2004年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘宇;;通过张家口农田污染事件看农村饮用水安全[J];河北建筑工程学院学报;2010年03期
2 王凌;张国印;孙世友;茹淑华;耿暖;;河北省蔬菜高产区化肥施用对地下水硝态氮含量的影响[J];河北农业科学;2008年10期
3 黄凯丰;马红;陈庆富;;农业立体污染及其生态学防治进展[J];河北农业科学;2009年01期
4 郭敏;韩鹏飞;;农业面源污染的成因及控制对策[J];河北农业科学;2009年04期
5 杨君;;太行山区土地利用/覆被变化水文效应及可持续发展对策研究[J];河北农业科学;2009年05期
6 马利明;王凤柱;宋小顺;张静;;长垣县耕地土壤养分现状及施肥决策[J];河北农业科学;2011年04期
7 郭永祥;王庆安;宋小顺;高付军;;获嘉县耕地土壤养分现状及施肥决策[J];河北农业科学;2011年12期
8 于海云;魏江生;王志军;;兴安落叶松林几种林型土壤氮含量的对比研究[J];华北农学报;2005年S1期
9 王新军;廖文华;刘建玲;;菜地土壤磷素淋失及其影响因素[J];华北农学报;2006年04期
10 张作新;廖文华;刘建玲;郝小雨;;过量施用磷肥和有机肥对土壤磷渗漏的影响[J];华北农学报;2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王允青;郭熙盛;王静;许征宇;胡鹏;荚恒斌;;保护性耕作及控释肥对水稻油菜生长及产量的影响[A];土肥水资源高效利用与农业面源污染防控技术研讨会论文集[C];2011年
2 王静;郭熙盛;王允青;;保护性耕作与氮肥后移对巢湖流域稻田磷素径流损失的影响[A];土肥水资源高效利用与农业面源污染防控技术研讨会论文集[C];2011年
3 王允青;郭熙盛;王静;唐杉;;植物篱与秸秆覆盖技术防治巢湖沿湖坡耕地土壤氮素流失的初步研究[A];土肥水资源高效利用与农业面源污染防控技术研讨会论文集[C];2011年
4 何传龙;马友华;李帆;蒋光月;周维平;;减量施肥对菜地土壤养分淋失及春甘蓝产量的影响[A];土肥水资源高效利用与农业面源污染防控技术研讨会论文集[C];2011年
5 王静;郭熙盛;王允青;唐杉;;稳定氮同位素示踪技术在农业面源污染研究中的应用探讨[A];土肥水资源高效利用与农业面源污染防控技术研讨会论文集[C];2011年
6 任秀文;姜国强;钟满妮;李开明;;SWAT模型参数敏感性分析及增江流域的应用[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
7 刘根红;许强;康建宏;吴宏亮;;基于低污染的宁夏引黄灌区13种种植模式氮磷平衡分析[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
8 董云仙;徐长城;马杏;张军莉;谭志卫;;饮用水水源地水污染防治体系的建立——以贵州省盘县白河沟水库流域为例[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
9 吴先忠;何伟;王雪坤;;新农村建设中农业面源污染的防控[A];社会主义新农村建设高层论坛专辑[C];2006年
10 沈涛;党安荣;;基于GIS的北京山区非点源污染风险性研究[A];中国测绘学会第九次全国会员代表大会暨学会成立50周年纪念大会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 穆振侠;高寒山区降水垂直分布规律及融雪径流模拟研究[D];新疆农业大学;2010年
2 吉艳芝;填闲作物阻控设施蔬菜土壤硝态氮累积和淋失的研究[D];河北农业大学;2010年
3 吴希媛;红壤坡地菜园地表径流中氮磷流失模拟试验及建模研究[D];浙江大学;2011年
4 沈晔娜;流域非点源污染过程动态模拟及其定量控制[D];浙江大学;2010年
5 曾和平;金沙江支流龙川江流域河流输沙特征及其对气候和地表覆被变化的响应[D];昆明理工大学;2009年
6 马永喜;规模化畜禽养殖废弃物处理的技术经济优化研究[D];浙江大学;2010年
7 戴天放;鄱阳湖流域农业环境变迁与生态农业研究[D];福建师范大学;2010年
8 武深树;湖南省畜禽养殖场粪便污染治理意愿及其环境成本控制研究[D];湖南农业大学;2010年
9 刘杰;湘中南红壤地区土壤质量特征与退化红壤的肥力调控技术研究[D];湖南农业大学;2010年
10 陈勇;陕西省农业非点源污染评价与控制研究[D];西北农林科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王华玲;丹江口库区代表性水源地农村水污染控制措施的研究[D];华中农业大学;2010年
2 毕磊;养分管理措施对丹江口库区橘园氮磷行为特征的影响[D];华中农业大学;2010年
3 刘丽娜;气候变化对中小流域径流过程的影响研究[D];郑州大学;2010年
4 魏冲;ArcSWAT在淅川县丹江口库区的应用研究[D];郑州大学;2010年
5 孟翠翠;基于SWAT模型的黄水河流域非点源污染模拟研究[D];郑州大学;2010年
6 庞莹莹;湖泊流域纳污能力及污染负荷分配研究[D];郑州大学;2010年
7 梁永会;面向网格服务的SWAT模型集成体系研究[D];郑州大学;2010年
8 周玉亮;枣庄市生态农业区划与模式研究[D];山东农业大学;2010年
9 张杰;保护地有机蔬菜种植体系下养分分配规律及环境效应的研究[D];山东农业大学;2010年
10 熊金燕;巢湖流域典型农田氮磷流失及其影响因素研究[D];安徽农业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王汝钧;;小氮肥厂废水的综合治理[J];化工环保;1986年02期
2 姜翠玲,夏自强,崔广柏;土壤含水量与氮化合物迁移转化的相关性分析[J];河海大学学报(自然科学版);2003年03期
3 赖格英;于革;;太湖流域营养物质输移的模拟评估研究[J];河海大学学报(自然科学版);2007年02期
4 刘吉峰;霍世青;李世杰;杜宇;;SWAT模型在青海湖布哈河流域径流变化成因分析中的应用[J];河海大学学报(自然科学版);2007年02期
5 李晓;李致家;董佳瑞;;SWAT模型在伊河上游径流模拟中的应用[J];河海大学学报(自然科学版);2009年01期
6 许廷武;水文系统模型综述[J];海河水利;1997年01期
7 舒文龙;;第四讲 冶炼工业废水的治理技术[J];环境保护;1992年05期
8 曲格平;关注生态安全之二:影响中国生态安全的若干问题[J];环境保护;2002年07期
9 郑涛,穆环珍,黄衍初,张春萍;非点源污染控制研究进展[J];环境保护;2005年02期
10 郭旭东,陈利顶,傅伯杰;土地利用/土地覆被变化对区域生态环境的影响[J];环境科学进展;1999年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李硕;GIS和遥感辅助下流域模拟的空间离散化与参数化研究与应用[D];南京师范大学;2002年
2 魏占民;干旱区作物—水分关系与田间灌溉水有效性的SWAP模型模拟研究[D];内蒙古农业大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 张运生;GIS和遥感辅助下的江西潋水河流域化学径流计算机模拟探讨[D];南京师范大学;2003年
2 万超;潘家口水库上游流域面源污染的模拟研究[D];清华大学;2002年
3 曹利平;农业非点源污染控制管理的经济政策体系研究[D];首都师范大学;2004年
4 代俊峰;SWAT模型在赣东北红壤丘岗区林草系统水量平衡研究中的应用[D];华中农业大学;2004年
5 秦福来;基于SWAT模型的非点源污染模拟研究[D];首都师范大学;2006年
6 李宏亮;基于SWAT模型的土地利用/覆被变化对水文要素的影响研究[D];河北师范大学;2007年
7 戴枫勇;SWAT模型在环太湖丘陵地区非点源污染研究中的应用[D];河海大学;2007年
【相似文献】
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1 王玉合;张贵文;;SWAT模型简介及其在非点源污染研究中的应用[J];科技广场;2008年05期
2 朱伟峰;文春玉;马永胜;;基于GIS的三江平原蛤蟆通河流域农业非点源污染模拟研究[J];东北农业大学学报;2009年06期
3 胡远安,程声通,贾海峰;非点源模型中的水文模拟——以SWAT模型在芦溪小流域的应用为例[J];环境科学研究;2003年05期
4 董延军;孙春敏;郑江丽;李杰;;新丰江流域土地利用变化对面源污染负荷的影响[J];水电能源科学;2011年01期
5 王晓燕;秦福来;欧洋;薛亦峰;;基于SWAT模型的流域非点源污染模拟——以密云水库北部流域为例[J];农业环境科学学报;2008年03期
6 王林;陈兴伟;;退化山地生态系统植被恢复水文效应的SWAT模拟[J];山地学报;2008年01期
7 杨菁荟;张万昌;;SWAT模型及其在水环境非点源污染中的应用研究进展[J];水土保持研究;2009年05期
8 王秀娟;刘瑞民;宫永伟;沈珍瑶;;香溪河流域土地利用格局演变对非点源污染的影响研究[J];环境工程学报;2011年05期
9 王培;马友华;赵艳萍;石润圭;黄文星;刘洁;王桂苓;;SWAT模型及其在农业面源污染研究中的应用[J];农业环境与发展;2008年05期
10 张皓天;张弛;周惠成;沈必成;;基于SWAT模型的流域非点源污染模拟[J];河海大学学报(自然科学版);2010年06期
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1 李昱;张弛;周惠成;沈必成;;SWAT模型在土地利用变化对径流影响研究中的应用[A];中国原水论坛专辑[C];2010年
2 孙波;李硕;;遥感与GIS技术辅助下的流域养分迁移过程模拟方法[A];中国地壤学会第十次全国会员代表大会暨第五届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会文集(面向农业与环境的土壤科学专题篇)[C];2004年
3 李斌;李丽娟;梁丽乔;李九一;张丽;柳玉梅;;基于洮儿河流域中上游ET遥感估算的水文模型的校准研究[A];地理学与生态文明建设——中国地理学会2008年学术年会论文摘要集[C];2008年
4 任秀文;姜国强;钟满妮;李开明;;SWAT模型参数敏感性分析及增江流域的应用[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
5 曹明亮;张爱静;李慧赟;初京刚;;土地利用变化对碧流河水库入库径流的影响分析[A];变化环境下的水资源响应与可持续利用——中国水利学会水资源专业委员会2009学术年会论文集[C];2009年
6 王建鹏;崔远来;;基于改进SWAT模型的不同灌溉模式下区域蒸发蒸腾量模拟分析[A];Collection of 2009 International Forum on Water Resources and Sustainable Development[C];2009年
7 祝雪萍;仕玉治;张丹;;SWAT模型在东北典型流域的应用研究[A];变化环境下的水资源响应与可持续利用——中国水利学会水资源专业委员会2009学术年会论文集[C];2009年
8 王林;陈兴伟;;基于3个站点校准与验证的晋江流域径流模拟[A];福建省第十一届水利水电青年学术交流会论文集[C];2007年
9 王素芬;康绍忠;;杂木河流域出山口径流对气候变化响应研究[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
10 李志;刘文兆;张勋昌;;未来气候变化对黄土塬区黑河流域水资源影响的评估[A];中国地理学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 冯君;SWAT模型:让水资源评估“技高一筹”[N];中国气象报;2009年
2 沈宇 记者 孔凡超;市防指要求严防退水期破圩溃堤[N];九江日报;2010年
3 通讯员 朱岳松;安徽加强退水期防守[N];人民长江报;2009年
4 本报实习生 叶松亭;洪水暂退 长沙严防“退水溃堤”[N];文汇报;2010年
5 叶新民 林见 杨建荣;继续严阵以待 防止退水破圩[N];芜湖日报;2010年
6 记者 张磊 通讯员 王昕 夏洪波 实习生 邓永勤;“SWAT”,精锐之师![N];湖北日报;2011年
7 新华社记者 姚润丰;江河虽退水 防汛不能松[N];新华每日电讯;2010年
8 丁厚勤 张丙夺;调水调沙进入退水期[N];菏泽日报;2007年
9 安徽总队直属支队 周尚斌;谨防“退水溃堤”[N];人民武警;2006年
10 见习记者 姚颖 本报记者 汪恭彬;6年避税1.8亿美元丑闻?SWATCHk 中国掌门人紧急赴京[N];21世纪经济报道;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张秋玲;基于SWAT模型的平原区农业非点源污染模拟研究[D];浙江大学;2010年
2 李爽;基于SWAT模型的南四湖流域非点源氮磷污染模拟及湖泊沉积的响应研究[D];山东师范大学;2012年
3 韩成伟;寒冷地区非点源氮磷环境行为与模拟预测研究[D];大连理工大学;2012年
4 凌峰;基于空间信息技术的流域分布式水文模型研究[D];华中科技大学;2006年
5 季仲强;近岸海域氮磷污染生态修复与大型海藻生物能源提取研究[D];浙江大学;2011年
6 孙善磊;气候和植被对鄱阳湖流域地表水分平衡的影响[D];南京信息工程大学;2012年
7 梁国付;伊洛河流域景观动态及其径流效应研究[D];河南大学;2010年
8 李庆云;黄土丘陵区流域径流泥沙对气候变化和高强度人类活动响应研究[D];北京林业大学;2011年
9 徐金涛;长江三角洲地区小流域环境变化对水文过程影响研究[D];南京大学;2011年
10 王亮;滦河流域内蒙段径流插补预测分析及径流变化影响评价研究[D];内蒙古农业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄仲冬;基于SWAT模型的灌区农田退水氮磷污染模拟及调控研究[D];中国农业科学院;2011年
2 石小兰;基于SWAT模型的江西大岗山森林生态站小流域径流的模拟研究[D];内蒙古农业大学;2011年
3 李慧;SWAT模型在新疆内陆河流域水资源模拟中的应用研究[D];新疆农业大学;2010年
4 李小冰;基于SWAT模型的秃尾河流域径流模拟研究[D];西北农林科技大学;2010年
5 隆院男;模块化分布式水文模型SWAT的改进及其在涟水流域的应用[D];长沙理工大学;2010年
6 李星;基于SWAT模型的黄土丘陵区燕沟流域径流模拟研究[D];西北农林科技大学;2012年
7 刘智勇;基于SWAT-SUFI模型的黄土高原典型流域径流模拟及水资源管理系统的开发[D];西北农林科技大学;2012年
8 王莉;基于SWAT模型的气候变化对水资源影响研究[D];南京信息工程大学;2012年
9 郑宁;基于SWAT模型博阳河上游流域径流模拟及其气候变化响应[D];南昌大学;2011年
10 田彦杰;基于SWAT的流域下垫面变化的水文响应研究[D];天津理工大学;2012年
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