一種農(nóng)田面源污染縣域地下淋溶總磷排放量的預測方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于測量領域，具體涉及一種總磷排放量的預測方法。
【背景技術】
[0002] 隨著我國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)面源污染問題日益突出，特別是在集 約化農(nóng)區(qū)，農(nóng)業(yè)面源污染已成為農(nóng)田生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降、地表水富營養(yǎng)化、地下水硝酸鹽污 染、農(nóng)田生產(chǎn)能力降低的重要原因。根據(jù)2007年開展的第一次全國污染源普查結果，農(nóng)業(yè) 源氮、磷年排放量已達270. 46萬噸和28. 47萬噸，分別占全國氮磷排放總量的57. 2%和 67.4%。近年來，我國湖泊、水庫富營養(yǎng)化問題日益突出，農(nóng)業(yè)面源污染問題因此得到廣泛 關注。由于農(nóng)業(yè)面源污染具有隱蔽性、分散性和不確定性等特點，農(nóng)田面源污染監(jiān)測也多是 短期、單點的局部監(jiān)測，難以客觀、全面、準確地反映農(nóng)業(yè)面源污染排放情況，使得農(nóng)業(yè)面源 控制和減少水體污染負荷等防控措施缺乏針對性。氮、磷和農(nóng)藥等是隨著水流而迀移流失 的，水流方向可分為沿地表橫向流和向地下縱向流兩種情況。通常將沿地表橫向水流途徑 而流失的氮、磷和農(nóng)藥量，定義為地表徑流流失量，將沿地下縱向水流途徑而流失的氮、磷 和農(nóng)藥量定義為地下淋溶流失量。
[0003] 目前用于農(nóng)田面源污染氮磷排放預測研宄方法主要有面源污染物理模型法。面 源污染物理模型是基于對污染物產(chǎn)生、迀移過程進行模擬的機理模型，目前應用較多的有 SWAT、AGNPS、HSPF、ANSWERS等。面源污染物理模型法不僅可以估算污染物輸出負荷，模擬污 染物產(chǎn)生、迀移、轉(zhuǎn)化過程，并可對面源污染的發(fā)展進行預測，但此類模型研宄范圍以流域 為主，結構復雜，基礎數(shù)據(jù)、參數(shù)數(shù)據(jù)需求量大，計算效率低（Tripathietal.，2003;Beher etal.,2006；Panagopoulosetal. , 2011；Shangetal. , 2012；Niraulaetal. , 2012 ； Niraulaetal. , 2013 ;吳春玲，2013 ;鄧歐平等，2013)。
[0004] 目前，我國還沒有縣域尺度上農(nóng)田面源污染預測模型，因此，如何全面、實時、準確 地預測縣域農(nóng)田面源污染發(fā)展趨勢將有利于今后科學防治農(nóng)業(yè)面源污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對本領域的不足之處，本發(fā)明的目的是提供一種農(nóng)田面源污染縣域地下淋溶總 磷排放量的預測方法。
[0006] 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案為：
[0007] -種農(nóng)田面源污染縣域地下淋溶總磷排放量的預測方法，包括步驟：
[0008] 1)基于全國各區(qū)縣地貌、氣候、肥料施用等自然因素，確定農(nóng)田面源污染發(fā)生區(qū) 劃，確定各農(nóng)田面源污染地下淋溶總磷發(fā)生分區(qū)及各分區(qū)涉及縣級行政區(qū)劃范圍；
[0009] 2)基于縣級區(qū)域的生物化學檢測，獲得第N年和第N-X年全國各縣的農(nóng)田面源污 染造成的總磷地下淋溶排放量（SX)，X為1~5的正整數(shù)；
[0010]3)選擇影響總磷地下淋溶排放量（SX)的排放量數(shù)據(jù)：種子帶入途徑（ZT)、化肥施 用途徑（FH)、有機肥施用途徑（FY)、大氣降水途徑（SJ)、灌溉帶入途徑（SG)、秸桿還田途徑 (JT)、作物收獲帶出途徑（ZS)、地表徑流流失途徑（SB)、和秸桿移除途徑（JY)的磷排放量 數(shù)據(jù)，
[0011] 建立地下淋溶總磷縣域預測模型如下所示：
[0012] SX=a+bXZT+cXFH+dXFY+eXSJ+fXSG+gXJT+hXZS+iXSB+jXJY
[0013] (I)
[0014] 式⑴中，a為常數(shù)項，b、c、d、e、f、g、h、i、j為回歸系數(shù)；等式左邊為第N年的 地下淋溶總磷排放量，等式右邊為影響地下淋溶總磷排放量的磷排放量數(shù)據(jù)為第N-x年的 數(shù)據(jù)；
[0015] 選擇該農(nóng)田面源污染發(fā)生分區(qū)內(nèi)所有縣級行政區(qū)劃數(shù)據(jù)，代入所述數(shù)學模型中， 用多元統(tǒng)計分析法求得a~j的數(shù)值；
[0016] 4)應用馬爾科夫分析方法，在所述數(shù)學模型中代入步驟2)求得的a~m的數(shù)值、 第N年的影響地下淋溶總磷排放量的磷排放量數(shù)據(jù)，求得第N+x年的地下淋溶總磷排放量 (SX)〇
[0017] 優(yōu)選地，所述X為1~3的正整數(shù)。
[0018] 其中，總磷排放量數(shù)據(jù)中，種子帶入途徑（ZT)通過測量縣域農(nóng)田不同種子播種 量、不同種子中的含磷量求得；化肥施用途徑（FH)和有機肥施用途徑（FY)根據(jù)縣域農(nóng)田不 同種植模式面積、化肥與有機肥施用量求得；大氣降水途徑（SJ)通過測定農(nóng)田年降水量和 降水中含磷量確定；灌溉帶入途徑（SG)通過測定灌溉量和灌溉用水中含磷量來確定；秸桿 還田途徑（JT)、秸桿移除途徑（JY)和作物收獲帶出途徑（ZS)通過作物播種面積、秸桿還田 比例、秸桿移除比例以及測定秸桿和籽粒中的含磷量求得；地下淋溶流失排放量（SX)通過 測定地下淋溶水量和采集淋溶水含磷量求得定。
[0019] 其中，所述選擇的縣級行政區(qū)劃屬于同一個農(nóng)田面源污染發(fā)生區(qū)，所述農(nóng)田面源 污染發(fā)生區(qū)為南方濕潤區(qū)、南方濕潤丘陵區(qū)、北方高原區(qū)、東北半濕潤平原區(qū)、西北干旱區(qū)、 西北干旱半干旱區(qū)中的一種。
[0020] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0021] 針對縣域農(nóng)田面源污染地下淋溶總磷無法預測的難題，在農(nóng)田面源污染發(fā)生區(qū)劃 的基礎上，基于農(nóng)業(yè)生態(tài)學物質(zhì)循環(huán)理論，提出地下淋溶總磷影響因素，建立地下淋溶總磷 排放量預測模型，預測農(nóng)田地下淋溶總磷排放量，為農(nóng)業(yè)面源污染防治提供支撐。
【附圖說明】
[0022] 圖1農(nóng)田面源污染途徑示意圖。
[0023] 圖中，1是種子帶入途徑、2是化肥施用途徑、3是有機肥施用途徑、4是大氣降水途 徑、5是灌溉帶入途徑、6是秸桿還田途徑、7是作物收獲帶出途徑、8是地下淋溶流失途徑、9 是地表徑流流失途徑和10是稻桿移除途徑。
【具體實施方式】
[0024] 現(xiàn)以以下實施例來說明本發(fā)明，但不用來