[发明专利]一种流域尺度氮素化肥最大允许投入量的确定方法

摘要

本发明涉及一种流域尺度氮素化肥最大允许投入量的确定方法，该方法包括以下步骤(1)选取典型研究区；(2)构建典型研究区面源污染的模型，并模拟验证；(3)建立氮素化肥投入量与氮素输出浓度的响应关系；(4)根据目标研究区环境规划及环境分区水质要求，确定保证目标研究区地表水水质安全的总氮浓度限值；(5)确定目标研究区氮素化肥最大允许投入量。本发明提供的方法在流域尺度农业面源污染防控管理技术领域具有非常好的应用前景。

主权项

一种流域尺度氮素化肥最大允许投入量的确定方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行：(1)选取典型研究区；(2)构建典型研究区面源污染的模型，并模拟验证；(3)建立氮素化肥投入量与氮素输出浓度的响应关系；(4)根据目标研究区环境规划及环境分区水质要求，确定保证目标研究区地表水水质安全的总氮浓度限值；(5)确定目标研究区氮素化肥最大允许投入量；步骤1)中典型研究区域的选择要求是：①典型性与目标研究区的自然条件：气象、水文和地形及人为特征：种植模式和农田管理措施相一致；涵盖目标研究区主要的土壤类型及土地利用方式；②数据完整易于收集模型模拟所需要的空间数据：DEM、土壤和土地利用图及属性数据：土壤属性、气象和水文；③便利性所处位置交通便利，且为封闭流域，出口较为单一，便于开展水文监测；所述步骤2)典型研究区面源污染的模型为SWAT模型、AGNPS模型或HSPF模型；所述步骤2)中所述面源污染模型构建包括空间数据与属性数据的构建；所述空间数据包括DEM、土壤图及土地利用图；所述属性数据包括气象数据、土壤属性数据和农田管理数据；所述步骤2)的面源污染模拟是应用构建的面源污染模型，通过水系提取、子流域划分、HRU生成、气象及土壤、管理参数输入运转模型，并根据典型研究区实测的径流、泥沙和氮负荷数据对模型进行参数校准和验证；收集流域出口河流流量、泥沙含量及总氮浓度的实测数据，并将模型模拟结果与实测数据进行比较，验证模型适用性；步骤3)中：建立氮素化肥投入量与氮素输出浓度响应关系，通过调查收集目标研究区的氮素化肥习惯性施肥量，并以该值为参考标准，设定习惯性施肥、减施20％、减施40％、减施60％、减施80％、不施几种施肥情景，应用验证后的面源污染模型，分别模拟不同情景下目标研究区的径流、氮素输出量，计算径流中氮素的浓度，通过对不同情境下氮素化肥投入量与流域氮素输出浓度进行回归分析建立氮素化肥投入与氮素输出浓度的响应关系方程。