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本技术介绍了一种定量降水溅蚀作用下湿地系统养分释放输移通量的方法,包括以下步骤:S1、降水开始前,测量湿地系统的初始参数;S2、降水过程中,测量降水和湿地系统的理化参数;S3、当湿地系统径流产生时,测量径流水的理化参数C;S4、计算湿地系统养分总净释放量;S5、计算不存在溅蚀作用下,湿地系统的养分浓度;S6、计算湿地系统中的养分量;S7、计算降水溅蚀作用下土壤养分释放输移随径流输出量。本技术首次将雨滴溅蚀作用下土壤溶质释放输移通量作为考量因素,增加了养分地表径流流失量的准确性,为有针对性地制定农田养分流失防控策略提供科学依据。
技术要求
1.定量降水溅蚀作用下湿地系统养分释放输移通量的方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、降水开始前,测量湿地系统的初始参数;
S2、降水过程中,测量降水的理化参数A和湿地系统的理化参数B;S3、当湿地系统径流产生时,测量径流水的理化参数C;
S4、根据步骤S1测得的初始参数、步骤S2测定的降水的理化参数A和湿地系统的理化参数B,以及S3测得的径流水的理
化参数C,计算湿地系统养分总净释放量EN(t);
S5、根据步骤S1测得的初始参数、步骤S2测定的降水的理化参数A和湿地系统的理化参数B,以及S3测得的径流水的理
化参数C,计算不存在溅蚀作用下,湿地系统表层水体中的养分浓度C'paddy;
S6、根据步骤S2测量得到的所述湿地理化参数B和步骤S5计算得到的不存在溅蚀作用下,湿地系统表层水体中的养分浓
度C'paddy,计算土壤养分释放输移至湿地系统表层中的养分量Ep(t);
S7、根据步骤S6计算得到的降水溅蚀作用下土壤养分释放输移至湿地系统表层中的养分量Ep(t)和步骤S4计算得到的湿
地系统养分总净释放量EN(t),计算降水溅蚀作用下养分释放输移至径流的量ETR(t)。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S1中所述的初始参数包括水位高度H(t-1)和初始养分浓度Cpaddy(t-1)。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S2中所述理化参数A包括养分平均浓度Cpre(t)和降水量P(t)。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤S2中所述湿地理化参数B包括湿地系统的水位高度H(t)和养分浓度Cpaddy(t)。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S3中所述的理化参数C包括养分浓度Crunoff(t)和径流量R(t)。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S4中所述湿地系统养分总净释放量EN(t)的计算公式为:Cpaddy(t)*H(t)+Crunoff(t)*R(t)=Cpaddy(t-1)*H(t-1)+Cpre(t)*P(t)+EN(t);
其中,Cpaddy(t),Cpaddy(t-1)分别为t,t-1时刻湿地系统养分浓度;
H(t),H(t-1)为在t,t-1时刻湿地系统水位高度;Crunoff(t)为在t时径流水养分浓度;
R(t)为t-1到t时刻单位时间内的径流量在单位面积上的水位高度;Cpre(t)为t时降水养分浓度;
P(t)为t-1到t时刻单位时间内的降水量在单位面积上的水位高度;EN(t)为t-1到t时间内土壤养分净释放量。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S5中所述不存在溅蚀作用下,湿地系统表层水体中的养分浓度C
'paddy的公式为:
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S6中所述土壤养分释放输移至湿地系统表层中的养分量Ep(t)的计算公
式为:
EP(t)=((Cpaddy(t)-C'paddy(t))*H(t)。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S7中所述降水溅蚀作用下养分释放输移至径流的量ETR(t)的公式为:ETR(t)=0 t=0;ETR(t)=EN(t)-EP(t) t≥1。
技术说明书
定量降水溅蚀作用下湿地系统养分释放输移通量的方法技术领域
本技术属于面源污染源头综合控制领域,具体涉及一种定量降水溅蚀作用下湿地系统养分释放输移通量的方法。背景技术
精确估算农田养分流失量并识别关键驱动因子,对减少农业面源污染、制定水体富营养化防控策略具有重要的实践意义。
雨滴的溅蚀作用导致的土壤结构的破坏将在一定程度上降低土壤的渗透作用,从而进一步增加养分地表径流量。随着径流速率的增加,沉积物的分离及运输能力将进一步增大,这将在很大程度上增加土壤溶质对地表径流输移量的贡献。
而降水溅蚀作用下土壤溶质释放输移通量尚未定量化。传统的农田径流损失机理模型没有考虑降水溅蚀导致的水土界面养分释放,简化的区域径流流失模型对降水强度不敏感。技术内容
为了解决上述技术问题,本技术提供了一种定量降水溅蚀作用下湿地系统养分释放输移通量的方法,该方法首次将雨滴溅蚀作用下土壤溶质释放输移通量作为考量因素,增加了养分地表径流流失量的准确性,为有针对性地制定农田养分流失防控策略提供科学依据。
为了实现上述目的,本技术采用以下的技术方案:
定量降水溅蚀作用下湿地系统养分释放输移通量的方法,包括以下步骤:
S1、降水开始前,测量湿地系统的初始参数;
S2、降水过程中,测量降水的理化参数A和湿地系统的理化参数B;S3、当湿地系统径流产生时,测量径流水的理化参数C;
S4、根据步骤S1测得的初始参数、步骤S2测定的降水的理化参数A和湿地系统的理化参数B,以及S3测得的径流水的理
化参数C,计算湿地系统养分总净释放量EN(t);
S5、根据步骤S1测得的初始参数、步骤S2测定的降水的理化参数A和湿地系统的理化参数B,以及S3测得的径流水的理
化参数C,计算不存在溅蚀作用下,湿地系统表层水体中的养分浓度C'paddy;
S6、根据步骤S2测量得到的所述湿地理化参数B和步骤S5计算得到的不存在溅蚀作用下,湿地系统表层水体中的养分浓
度C'paddy,计算土壤养分释放输移至湿地系统表层中的养分量Ep(t);
S7、根据步骤S6计算得到的降水溅蚀作用下土壤养分释放输移至湿地系统表层中的养分量Ep(t)和步骤S4计算得到的湿地
系统养分总净释放量EN(t),计算降水溅蚀作用下养分释放输移至径流的量ETR(t)。优选地,步骤S1中所述的初始参数包括水位高度H(t-1)和初始养分浓度Cpaddy(t-1)。优选地,步骤S2中所述理化参数A包括养分平均浓度Cpre(t)和降水量P(t)。
优选地,步骤S2中所述湿地理化参数B包括湿地系统的水位高度H(t)和养分浓度Cpaddy(t)。优选地,步骤S3中所述的理化参数C包括养分浓度Crunoff(t)和径流量R(t)。优选地,步骤S4中所述湿地系统养分总净释放量EN(t)的计算公式为:
Cpaddy(t)*H(t)+Crunoff(t)*R(t)=Cpaddy(t-1)*H(t-1)+Cpre(t)*P(t)+EN(t);
其中,Cpaddy(t),Cpaddy(t-1)分别为t,t-1时刻湿地系统养分浓度;
H(t),H(t-1)为在t,t-1时刻湿地系统水位高度;Crunoff(t)为在t时径流水养分浓度;
R(t)为t-1到t时刻单位时间内的径流量在单位面积上的水位高度;Cpre(t)为t时降水养分浓度;
P(t)为t-1到t时刻单位时间内的降水量在单位面积上的水位高度;EN(t)为t-1到t时间内土壤养分净释放量。
优选地,步骤S5中所述不存在溅蚀作用下,湿地系统表层水体中的养分浓度C'paddy的公式为:
优选地,步骤S6中所述土壤养分释放输移至湿地系统表层中的养分量Ep(t)的计算公式为:
EP(t)=((Cpaddy(t)-C'paddy(t))*H(t)。
优选地,步骤S7中所述降水溅蚀作用下养分释放输移至径流的量ETR(t)的公式为:
ETR(t)=0 t=0;ETR(t)=EN(t)-EP(t) t≥1。
与现有技术相比,本技术提供了一种定量降水溅蚀作用下湿地系统养分释放输移通量的方法,该方法首次将雨滴溅蚀作用下土壤溶质释放输移通量作为考量因素,增加了养分地表径流流失量的准确性,为有针对性地制定农田养分流失防控策略提供科学依据。
附图说明
图1为不同降水强度下稻田湿地系统氮净释放量、释放输移量及占比。具体实施方式
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面对本技术的技术方案做进一步详述。定量降水溅蚀作用下湿地系统养分释放输移通量的方法,包括以下步骤:
S1、降水开始前,测量湿地系统的初始参数;
所述的初始参数包括水位高度H(t-1)和初始养分浓度Cpaddy(t-1);
S2、降水过程中,测量降水的理化参数A和湿地系统的理化参数B;
所述理化参数A包括养分平均浓度Cpre(t)和降水量P(t);
所述湿地理化参数B包括湿地系统的水位高度H(t)和养分浓度Cpaddy(t);
S3、当湿地系统径流产生时,测量径流水的理化参数C;
所述的理化参数C包括养分浓度Crunoff(t)和径流量R(t);
S4、根据步骤S1测得的初始参数、步骤S2测定的降水的理化参数A和湿地系统的理化参数B,以及S3测得的径流水的理
化参数C,计算湿地系统养分总净释放量EN(t);所述湿地系统养分总净释放量EN(t)的计算公式为:
Cpaddy(t)*H(t)+Crunoff(t)*R(t)=Cpaddy(t-1)*H(t-1)+Cpre(t)*P(t)+EN(t);
其中,Cpaddy(t),Cpaddy(t)分别为t,t-1时刻湿地系统养分浓度;
H(t),H(t)为在t,t-1时刻湿地系统水位高度;Crunoff(t)为在t时径流水养分浓度;
R(t)为t-1到t时刻单位时间内的径流量在单位面积上的水位高度;Cpre(t)为t时降水养分浓度;
P(t)为t-1到t时刻单位时间内的降水量在单位面积上的水位高度;EN(t)为t-1到t时间内土壤养分净释放量。
S5、根据步骤S1测得的初始参数、步骤S2测定的降水的理化参数A和湿地系统的理化参数B,以及S3测得的径流水的理
化参数C,计算不存在溅蚀作用下,湿地系统表层水体中的养分浓度C'paddy;所述不存在溅蚀作用下,湿地系统表层水体中的养分浓度C'paddy的公式为:
S6、根据步骤S2测量得到的所述湿地理化参数B和步骤S5计算得到的不存在溅蚀作用下,湿地系统表层水体中的养分浓
度C'padd,y,计算土壤养分释放输移至湿地系统表层中的养分量Ep(t),所述土壤养分释放输移至湿地系统表层中的养分量Ep(t)的计算公式为:
EP(t)=((Cpaddy(t)-C'paddy(t))*H(t);