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基于改进SWAT模型的灌溉—施肥—耕作对乌梁素海流域营养物负荷及作物产量的影响
被引量：
10
1
作者
王维刚
史海滨
+3 位作者
李仙岳
孙亚楠
张文聪
周慧
《湖泊科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期1505-1523,共19页
不合理的灌溉、施肥和耕作是导致乌梁素海流域农业面源污染的主要根源,乌梁素海作为我国北方地区重要的生态安全屏障,多年来面临着湖泊水环境污染、水生态退化等问题,科学开展湖泊水环境综合治理首先要解决流域内农业面源污染问题.研究...
不合理的灌溉、施肥和耕作是导致乌梁素海流域农业面源污染的主要根源,乌梁素海作为我国北方地区重要的生态安全屏障,多年来面临着湖泊水环境污染、水生态退化等问题,科学开展湖泊水环境综合治理首先要解决流域内农业面源污染问题.研究通过修改土壤水平衡、溶质平衡、地下水平衡和作物生长等模块对SWAT 2012原始版本进行改进,并采用改进的SWAT模型构建了乌梁素海流域分布式水文模型,利用实测径流、硝态氮与总磷排放量、地下水埋深以及作物产量校正和验证模型.基于现状情景,以玉米、葵花和小麦3种主要作物为研究对象,设置了削减灌水量、施肥量及调整耕作方式3种农田管理情景.基于改进SWAT模型不同情景的模拟结果,计算分析各管理情景下的硝态氮与总磷负荷及对各作物产量的影响.结果表明,改进SWAT模型具有良好的模拟效果.不同作物削减5%夏灌水量增产最多达8.41%~10.32%,削减10%秋浇水量均明显减少硝态氮和总磷负荷.不同作物营养物负荷均随着氮磷施肥削减比例的增大呈现逐渐降低的趋势,但下降曲线逐渐趋于平缓;各作物产量随氮磷施肥削减比例的增加呈先增加后减少的趋势,其中玉米、小麦氮磷施肥削减比例达20%时产量开始下降,葵花氮磷施肥削减比例达25%时产量开始下降.不同作物营养物负荷与小麦产量均随耕作方式混合深度与混合效率参数的增大逐渐减小,而玉米和葵花产量则随耕作参数增大逐渐增加.综合分析,削减5%夏灌水量+削减20%氮磷施肥比例+模板犁耕作组合玉米产量增幅最大达36.5%;削减10%秋浇水量+削减25%氮磷施肥比例+模板犁耕作组合葵花硝态氮负荷降幅最大达42.1%;削减5%夏灌水量+削减20%氮磷施肥比例+免耕组合小麦产量增幅最大达29.1%;而削减5%秋浇水量+削减20%氮磷施肥比例+常规春耕组合小麦硝态氮负荷减少最大�
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关键词
营养物负荷
作物产量
农业管理措施
改进SWAT模型
乌梁素海流域
河套灌区
面源污染
下载PDF
职称材料
基于种植结构改进的SWAT模型模拟乌梁素海流域面源污染负荷
被引量：
1
2
作者
刘旭华
张佳慧
+5 位作者
刘华民
刘杨
井瑾
温璐
曹晓霭
王立新
《环境工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期2505-2514,共10页
乌梁素海是黄河流域最大的湖泊湿地,其地处河套灌区,是灌区排水的承泄湖。多年来面临着严重的水生态系统功能退化、水环境污染等问题,而改善和治理湖泊水环境的基础是要厘清乌梁素海流域灌区退水导致的农业面源污染负荷问题。基于无人...
乌梁素海是黄河流域最大的湖泊湿地,其地处河套灌区,是灌区排水的承泄湖。多年来面临着严重的水生态系统功能退化、水环境污染等问题,而改善和治理湖泊水环境的基础是要厘清乌梁素海流域灌区退水导致的农业面源污染负荷问题。基于无人机获取的高分辨照片与遥感影像和地面实测数据相结合所获取的精准种植结构数据可作为SWAT模型输入的土地利用数据,以确保对农业面源污染迁移转化过程的模拟更接近真实情况。结果表明,基于作物种植结构数据对流域径流模拟精确度较高,率定期R^(2)为0.74,NES为0.81,验证期R^(2)为0.78,NES为0.67。TN和TP在2010—2020年间整体呈逐渐下降的趋势。季节分析发现,TN和TP均表现为春季负荷量较高。空间分布表明,乌梁素海流域总氮年均负荷量在南部的河套灌区较高,北部草原区较低,在流域东部番茄、瓜果、甜菜等经济作物集中分布的区域,TN负荷量为30~45 t·a^(-1);总磷污染物负荷量的空间分布与总氮基本一致,主要分布在以玉米和葵花为主的子流域,TP年均总输出量均超过10 t·a^(-1)。本研究结果可为乌梁素海流域面源污染治理及种植结构调整提供参考。
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关键词
乌梁素海流域
SWAT模型
作物种植结构
面源污染负荷
原文传递
题名
基于改进SWAT模型的灌溉—施肥—耕作对乌梁素海流域营养物负荷及作物产量的影响
被引量：
10
1
作者
王维刚
史海滨
李仙岳
孙亚楠
张文聪
周慧
机构
内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院
高效节水技术装备与水土环境效应内蒙古自治区工程研究中心
出处
《湖泊科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期1505-1523,共19页
基金
国家自然科学基金项目(51539005,51769024)
内蒙古自治区水利科技重大专项(213-03-99-303002-NSK2017-M1)联合资助。
文摘
不合理的灌溉、施肥和耕作是导致乌梁素海流域农业面源污染的主要根源,乌梁素海作为我国北方地区重要的生态安全屏障,多年来面临着湖泊水环境污染、水生态退化等问题,科学开展湖泊水环境综合治理首先要解决流域内农业面源污染问题.研究通过修改土壤水平衡、溶质平衡、地下水平衡和作物生长等模块对SWAT 2012原始版本进行改进,并采用改进的SWAT模型构建了乌梁素海流域分布式水文模型,利用实测径流、硝态氮与总磷排放量、地下水埋深以及作物产量校正和验证模型.基于现状情景,以玉米、葵花和小麦3种主要作物为研究对象,设置了削减灌水量、施肥量及调整耕作方式3种农田管理情景.基于改进SWAT模型不同情景的模拟结果,计算分析各管理情景下的硝态氮与总磷负荷及对各作物产量的影响.结果表明,改进SWAT模型具有良好的模拟效果.不同作物削减5%夏灌水量增产最多达8.41%~10.32%,削减10%秋浇水量均明显减少硝态氮和总磷负荷.不同作物营养物负荷均随着氮磷施肥削减比例的增大呈现逐渐降低的趋势,但下降曲线逐渐趋于平缓;各作物产量随氮磷施肥削减比例的增加呈先增加后减少的趋势,其中玉米、小麦氮磷施肥削减比例达20%时产量开始下降,葵花氮磷施肥削减比例达25%时产量开始下降.不同作物营养物负荷与小麦产量均随耕作方式混合深度与混合效率参数的增大逐渐减小,而玉米和葵花产量则随耕作参数增大逐渐增加.综合分析,削减5%夏灌水量+削减20%氮磷施肥比例+模板犁耕作组合玉米产量增幅最大达36.5%;削减10%秋浇水量+削减25%氮磷施肥比例+模板犁耕作组合葵花硝态氮负荷降幅最大达42.1%;削减5%夏灌水量+削减20%氮磷施肥比例+免耕组合小麦产量增幅最大达29.1%;而削减5%秋浇水量+削减20%氮磷施肥比例+常规春耕组合小麦硝态氮负荷减少最大�
关键词
营养物负荷
作物产量
农业管理措施
改进SWAT模型
乌梁素海流域
河套灌区
面源污染
Keywords
Nutrient
load
crop
yield
agricultural
management
measures
improved
SWAT
model
ulansuhai
watershed
Hetao
Irrigation
District
non-point
source
pollution
分类号
X524 [环境科学与工程—环境工程]
下载PDF
职称材料
题名
基于种植结构改进的SWAT模型模拟乌梁素海流域面源污染负荷
被引量：
1
2
作者
刘旭华
张佳慧
刘华民
刘杨
井瑾
温璐
曹晓霭
王立新
机构
内蒙古大学生态与环境学院
内蒙古财经大学统计与数学学院
草原生态安全省部共建协同创新中心
蒙古高原生态学与资源利用教育部重点实验室
内蒙古自治区环境监测总站巴彦淖尔市分站
出处
《环境工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期2505-2514,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(32160279)
内蒙古重点研发与成果转化项目(2022YFHH0017)
鄂尔多斯市科技重大专项项目(2022EEDSKJZDZX010)。
文摘
乌梁素海是黄河流域最大的湖泊湿地,其地处河套灌区,是灌区排水的承泄湖。多年来面临着严重的水生态系统功能退化、水环境污染等问题,而改善和治理湖泊水环境的基础是要厘清乌梁素海流域灌区退水导致的农业面源污染负荷问题。基于无人机获取的高分辨照片与遥感影像和地面实测数据相结合所获取的精准种植结构数据可作为SWAT模型输入的土地利用数据,以确保对农业面源污染迁移转化过程的模拟更接近真实情况。结果表明,基于作物种植结构数据对流域径流模拟精确度较高,率定期R^(2)为0.74,NES为0.81,验证期R^(2)为0.78,NES为0.67。TN和TP在2010—2020年间整体呈逐渐下降的趋势。季节分析发现,TN和TP均表现为春季负荷量较高。空间分布表明,乌梁素海流域总氮年均负荷量在南部的河套灌区较高,北部草原区较低,在流域东部番茄、瓜果、甜菜等经济作物集中分布的区域,TN负荷量为30~45 t·a^(-1);总磷污染物负荷量的空间分布与总氮基本一致,主要分布在以玉米和葵花为主的子流域,TP年均总输出量均超过10 t·a^(-1)。本研究结果可为乌梁素海流域面源污染治理及种植结构调整提供参考。
关键词
乌梁素海流域
SWAT模型
作物种植结构
面源污染负荷
Keywords
ulansuhai
watershed
SWAT
model
planting
structure
non-point
source
pollution
分类号
X524 [环境科学与工程—环境工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于改进SWAT模型的灌溉—施肥—耕作对乌梁素海流域营养物负荷及作物产量的影响
王维刚
史海滨
李仙岳
孙亚楠
张文聪
周慧
《湖泊科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
10
下载PDF
职称材料
2
基于种植结构改进的SWAT模型模拟乌梁素海流域面源污染负荷
刘旭华
张佳慧
刘华民
刘杨
井瑾
温璐
曹晓霭
王立新
《环境工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
原文传递
已选择
0
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引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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