[发明专利]一种基于水循环的农田面源污染测算方法及装置

权利要求书

1.一种基于水循环的农田面源污染测算方法，其特征在于，包括：

获取农田水循环各要素通量及其中所含污染物量；

根据获取的农田水循环各要素通量及其中所含污染物量构建农田尺度上的水量平衡模型和污染物平衡模型；

根据水量平衡模型和污染物平衡模型获得农田面源污染负荷量；其中，

所述根据获取的农田水循环各要素通量及其中所含污染物量构建农田尺度上的水量平衡模型和污染物平衡模型，包括：

根据获取的农田水循环各要素通量和水量平衡算式构建农田尺度上的水量平衡模型；根据获取的农田水循环各要素通量中所含污染物量和污染物平衡算式构建农田尺度上的污染物平衡模型；

所述根据水量平衡模型和污染物平衡模型获得农田面源污染负荷量，包括：

根据所述水量平衡模型和污染物平衡模型以及实验小区的监测数据，获得待测农田区的农田面源污染测算机理参数；根据所述水量平衡模型和污染物平衡模型以及所述机理参数，获得待测农田区的农田面源污染负荷量；

所述水量平衡算式为：

其中

ΔV为时段蓄水量增量；Δt为时段长度；Q_I为时段平均灌溉流量；Q_O为时段平均退水流量；P_h为时段降雨强度；S为农田面积；E为时段蒸发强度；L为时段平均下渗水量；E＝K_EPE₀，E₀为时段水面蒸发强度，K_EP为折算系数；

所述污染物平衡算式为：

其中

ΔC_P为污染物浓度的增量；V为时段蓄水量；Δt为时段长度；C_I为灌溉污染物浓度；Q_I为时段平均灌溉流量；C_O为退水污染物浓度；Q_O为时段平均退水流量；R_P为降雨水质污染物质浓度；P_h为时段降雨强度；S为农田面积；k_I为污染物下渗损耗系数；C_P为下渗污染物浓度；L为时段平均下渗水量；F为施肥量对污染物贡献量；F＝K_CS，K_C为肥料施用系数；G_P为单位面积作物生长吸收污染物的总量；G_P＝G_fPer，G_f为时段粮食产量，Per为粮食中污染物含量。

2.根据权利要求1所述的基于水循环的农田面源污染测算方法，其特征在于，所述获取农田水循环各要素通量及其中所含污染物量，具体为：

基于农田水循环对农田面源污染的影响分析，获取农田水循环各要素通量及其中所含污染物量。

3.根据权利要求1所述的基于水循环的农田面源污染测算方法，其特征在于，所述根据所述水量平衡模型和污染物平衡模型以及实验小区的监测数据，获得待测农田区的农田面源污染测算机理参数，具体包括：

根据实验小区的监测数据，通过污染物平衡算式获得下渗水量；

根据实验小区的监测数据和所述下渗水量，通过水量平衡算式获得蒸发量；其中

获得的所述待测农田区的农田面源污染测算机理参数包括：所述实验小区的监测数据、所述下渗水量和所述蒸发量。

4.根据权利要求3所述的基于水循环的农田面源污染测算方法，其特征在于，所述根据所述水量平衡模型和污染物平衡模型以及所述机理参数，获得待测农田区的农田面源污染负荷量，具体包括：

根据所述机理参数，并结合所述待测农田区的农田面积和灌溉流量，通过水量平衡算式获得所述待测农田区的灌溉退水流量；

根据所述机理参数，并结合所述待测农田区的灌溉退水流量、灌溉入流污染物浓度、农田面积、灌溉流量、施肥量对污染物贡献量和植物吸收污染物量，通过污染物平衡算式获得农田面源污染物的浓度及农田面源污染物负荷量。

5.根据权利要求1至4任一项所述的基于水循环的农田面源污染测算方法，其特征在于，所述农田水循环各要素通量包括：降雨量、灌溉量、田间水深、渗漏量、蒸散发量和径流/排水量中的一个或多个。