[发明专利]基于非点源氮磷流失风险对流域水环境安全评估的方法

说明书

一种基于非点源氮磷流失风险对流域水环境安全评估的方法，步骤如下：一、研究区选择，SWAT模型模拟氮磷流失负荷；二、降雨径流因子的计算；三、土壤渗透性因子的计算；四、输移距离因子的计算；五、数据标准化处理；六、评价指标权重的计算；七、流域氮磷污染风险指数计算及风险等级区划；八、流域水环境安全评估。本发明能够实现流域尺度的非点源氮磷流失的准确估算，并有助于反映非点源氮磷流失的时空异质性特征，也有助于流域水环境的优化管理。本发明有助于建立流域水环境安全与非点源氮磷流失时空分布的关系，可快速有效的识别非点源氮磷流失风险关键时期意见流失关键源区，可以为流域水环境的科学管理提供指导和帮助。

【技术领域】

本发明涉及一种基于非点源氮磷流失风险对流域水环境安全评估的方法，通过识别与筛选流域氮磷流失风险水平快速评估流域水环境安全。属于流域污染物综合评价技术领域。

【背景技术】

氮磷是作物生长的必需元素之一，也是水体富营养化的主要限制因子。农业活动导致的氮磷流失是水体富营养化的重要原因之一。水体的富营养化对水环境安全产生严重威胁，导致一系列环境、社会和经济问题。作为世界上人口众多而人均耕地有限的国家，中国通过扩大农地面积和施用肥料来提高农田的生产力来生产足够的粮食来维持庞大而且不断增长的人口。在农业生产过程中，农药化肥的不合理使用，以及降雨或灌溉等产流作用，氮磷污染物流失导致的非点源污染不容忽视。

现阶段识别非点源氮磷流失对水体污染识别方法主要包括机理模型和经验模型。机理模型主要是通过对污染物的输出、转化过程机理以及迁移路径的连续模拟,找出污染发生的时间与高风险区。现在比较常用机理模型的如:SWAT模型,AGNPS模型等。SWAT模型能较好的模拟单位面积上的污染物输出负荷，但对污染物随着迁移路径的衰减模拟不足，很多学者利用输出负荷来进行风险识别，该方法所作出的风险评估只是“潜在的风险”。其未考虑污染物随着迁移路径的衰减模拟，不能量化某空间位置上实际到河流污染量。而经验模型可迅速给出流域内污染负荷量或者污染潜力,如常见的输出系数法潜，在污染指数，农业非点源污染潜在指数等。这类方法需要的输入数据少，计算简单，但由于来自某一研究区的经验统计总结，并不适合应用于其他的地区，同时计算出的单位面积上的氮磷流失量误差较大，因子权重确定主观性强。该方法同样不能精确定量化氮磷流失对受纳水体污染风险。

基于对以上两类方法分析可得，SWAT模型可较为准确的定量化单位面积氮磷流失负荷等，经验模型评估方法中的土壤渗透系数、径流深和迁移距离等因子可量化污染物随着迁移路径的衰减量。综合以上两类方法，采用SWAT模型来定量化污染源因子(单位面积氮磷流失负荷)，采用土壤渗透系数、迁移距离和降雨径流因子来定量化污染物随着迁移路径的衰减量，最终确定不同单元到最近受纳水体的实际氮磷入河量，从而较为准确的进行评估非点源氮磷流失对流域水环境安全的影响。

【发明内容】

1、目的：本发明的目的是提供一种基于非点源氮磷流失风险对流域水环境安全评估的方法，根据本发明，基于SWAT模型输出的氮磷流失负荷，结合土壤渗透系数、迁移距离和降雨径流因子计算污染物的衰减量，可以快速识别流域氮磷流失风险时空分布特征，即可快速有效的评估研究区水环境安全。

2、技术方案：本发明的目的是一种基于非点源氮磷流失风险对流域水环境安全评估的方法，其特征是在SWAT模型输出氮磷流失负荷的基础上，结合污染物衰减因子，计算流域氮磷污染流失风险，快速有效的评估流域水环境安全。其具体方法步骤如下：

步骤一：研究区选择，SWAT模型模拟氮磷流失负荷