[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

说明书

技术领域

本发明涉及农业非点源污染负荷量计算领域，特别是指一种基于水循环的农田面源污染测算方法及装置。

背景技术

近年来，随着农业的发展和人类生活水平的提高，水体污染等现象日益严重，而伴随点源污染控制能力的提高，非点源环境污染逐渐得到各国环境保护部门的重视。农业非点源污染严重性逐渐显示，农田地表径流中所包含的氮磷等营养物加剧了流域水体富营养化现象，其造成的影响不容忽视。

目前，国内外对非点源污染的负荷计算方法主要为经验统计估算法，虽然经验统计数据要求低，仅涉及其输入与输出关系，但是缺乏污染的具体过程与机理，得到的结果准确性较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于水循环的农田面源污染测算方法及装置，结合农田水循环结构更科学、准确地计算农田区面源污染负荷。

为达到上述目的，本发明的实施例提供一种基于水循环的农田面源污染测算方法，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。

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，具体包括：

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。

其中，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，具体包括：

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。

其中，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。

其中，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。

其中，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