[发明专利]一种平原河网区农村河流氮拦截能力评估方法

权利要求书

1.一种平原河网区农村河流氮拦截能力评估方法，其特征在于，包括：

基于EFDC三维水动力模型模拟平原河网区农村河流与外围河流的水量交换；

基于NDP圩区氮循环模型模拟平原河网区农村河流与圩区的水体和氮素交换通量，所述氮素包括颗粒态氮、氨氮和硝氮；

建立涵盖水生植物与生物地球化学循环的River-N河流氮循环模型，所述河流氮循环模型的控制方程包含水生植物生消过程；

根据EFDC三维水动力模型和NDP圩区氮循环模型的模拟结果，确定河流边界条件，并输入River-N河流氮循环模型，模拟平原河网区农村河流氮素的逐日动态变化，评估平原河网区农村河流氮拦截能力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，描述水生植物生消过程的控制方程如下：

BSH^T＝BSH^T-ΔT+((1-K_STR)k_SHOOTGrowf_Uptakef_PLT-K_SHOOTDecf_SHOOTDecT)BSH^T

BRO^T＝BRO^T-ΔT+K_STRK_SHOOTGrowf_Uptakef_PLTBSH^T-K_ROOTDecf_ROOTDecTBRO^T

式中，T表示时刻，ΔT表示时间步长，BSH^T表示水生植物地上部分生物量，K_STR表示水生植物地上转移到根系的比例，k_SHOOTGrow表示最佳条件下水生植物地上部分的最大生长率，f_Uptake表示水生植物吸收的氮限制，f_PLT表示水生植物生长的温度限制，K_SHOOTDec表示最佳条件下水生植物地上部分的最大生长率，f_SHOOTDecT表示水生植物地上部分腐败的温度限制，BRO^T表示水生植物地下部分生物量，KH_Uptake表示水生植物氮吸收的半饱和常数，K_ROOTDec表示参照温度下根系的代谢率，f_ROOTDecT表示水生植物根系腐败的温度限制，NH^T表示地表水氨态氮浓度，NO^T表示地表水硝态氮浓度，θ_PL表示温度对水生植物生长的影响，表示地表水温度，T_PL1、T_PL2表示适合水生植物生长的最佳温度下限与上限，θ_SHOOTDec表示温度对水生植物地上部分代谢速率的影响，表示日平均水温，θ_ROOTDec表示温度对水生植物根系代谢速率的影响。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维水动力模型利用以水位为基础的网格单元确定水流方向及三维水动力过程。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维水动力模型水平方向坐标基准为直角坐标或正交曲线坐标，空间上采用交错网格离散，时间积分采用二阶精度的有限差分法结合内外模式分裂技术，外模块采用半隐式计算方法，内模块采用垂直扩散的隐式格式，期间水陆漫滩带区域采用干湿网格技术。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括，基于实测气象、水文、水质监测数据进行模型校验，率定、校准模型参数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述模型校验为：采用敏感性分析方法识别模型关键参数，构建模型参数的智能优化模式，获取模型的最佳参数集合；比对各项氮素指标的模拟值与实测值，采用纳什效率系数定量评估模型的模拟效果。