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1、SWAT的非点源污染模拟主要内容1、非点源污染模拟原理2、模拟过程与关键步骤3、点源和非点源模拟应用实例一、非点源模拟原理模型概述流域中非点源污染的来源主要是农业化肥和农药的施用。氮、磷等营养物和农药的迁移和转化取决于化合物在土壤环境中经历的转换过程。SWAT模型可以模拟水文响应单元内氮和磷完整的营养物循环过程和任何一种农药的降解过程。模型概述SWAT模拟流域内泥沙、藻类、溶解氧、有机污染、多种不同形式的氮、磷以及农药等污染物质的运移与转换。物质循环模型可以分为非点源污染模块、河道水质模块以及湖泊水库水质模块。据统计，目前已在国际期刊上发
2、表相关文献近200篇，中国知网收录文献292篇。流域污染物迁移转化过程示意图模型概述非点源污染模块河道水质模块湖泊、水库水质模块模型概述非点源污染模块农药模拟模块河道水质模块模型扩展应用作物生长模块河道演算模块模型非点源污染模拟原理物质运移内容：1、营养物，包括有机氮、铵氮、亚硝氮、硝氮、有机/无机磷；2、农药；3、重金属；4、病原菌；5、生化需氧量、溶解氧过程：与水循环过程类似，多数先在水文响应单元计算各种产出量（陆面过程），再输出到子流域的滞蓄水体以及河网系统进行循环过程氮素的土壤循环SWAT模型监测土壤中的五种不同氮库:无机氮库（N
3、H4+和NO3-）有机氮库（新有机氮、活性有机氮和稳定有机氮）新有机氮（FreshorganicN）是指以农作物残余和微生物的形式存在的有机氮;活性有机氮和稳定有机氮是指土壤中以腐殖质形式存在两种不同类型的氮。土壤初始氮腐殖质有机氮初始硝酸氮矿化作用、分解作用/固氮作用腐殖质矿化作物残余的分解和矿化Nminf,ly=0.8·δntr,ly·orgNfrsh,ly硝化作用和氨挥发硝化挥发新有机氮orgNfrsh,surf=0.0015·rsdsurf反硝化作用如果γsw,ly≥0.95，则如果γsw,ly<0.95，则Ndenit,ly=0
4、.0Ndenit,ly=NO3ly•(1-exp[-1.4γtmp,lyorgCly])降雨中的氮Nrain=0.01·RNO3·Rday氮运移磷素的土壤循环化肥收割绿肥/垃圾/淤泥绿肥/垃圾/淤泥矿化土壤有机质吸附态无机磷固持解吸吸附矿物性土壤中磷主要以三种形式存在:腐殖质中的有机磷难溶的矿物磷土壤溶液中的植物可利用磷土壤初始磷稳定矿物磷活性矿物磷矿化作用、分解作用/固磷作用腐殖质矿化作物残余的分解和矿化无机磷的吸附作用溶液中迁移到活性矿物库活性矿物库中迁移到溶液腐殖质有机磷淋溶作用Pmina,ly=1.4•βmin•γtmp,lyγs
5、w,ly•orgPact,lyPsol┃actly=Psolutiontly-minPactly·Psol┃actly=0.1·(Psolutiontly-minPactly·)磷运移农药的地表水体循环主河道中（仅模拟一种农药）：1、水中：降解、挥发、底泥沉降、出流；2、底泥中：降解、再悬浮、解吸附、掩埋；滞蓄水体中（仅水库，过程与主河道基本一致）农药的地表水体循环叶面施药挥发降解冲洗入渗淋溶挥发产流带走分解表层和亚表层施药淋洗作用：降解作用：pstf,wsh=frwsh·pstfpsts,ly,t=psts,ly,0·exp[-kp,s
6、ol·t]病原菌运移病原菌的来源：SWAT仅概念性地模拟两种菌群，一种为可长久生存的，一种为相对短命的。病原菌来自于绿肥(动物粪便），SWAT的肥料类型数据库中有各种绿肥的含菌量参数。在施肥过程中，病原菌也一同施入，并在植物叶面和表层10mm的土层中进行分配。另外可通过点源输入。病原菌的运移模拟：HRU的病原菌：1、植物叶面；2、土壤溶液；3、吸附在土壤颗粒中1、植物叶面的雨水冲刷；2、菌群的死亡-生长(3种介质）；3、土壤溶液中细菌的淋溶（淋溶的细菌认为死亡）；4、地表产流带走；5、在地表水体中（主河道、仅水库）随水流演进，并仅考虑死亡
7、过程河道水质模型SWAT模型中的河流水质模型采用QUAL2E模型。该模型是以溶解氧为中心的多变量的综合性河流水质模型。它能按照使用者的要求，模拟河道中泥沙、叶绿素——藻类、有机氮、氨氮、有机磷、可溶性磷、亚硝酸盐、硝酸盐、矿物质磷、生化需氧量、溶解氧、农药、三种任选的重金属等不同水质指标的浓度变化过程。营养元素的地表水体循环主河道中：1、藻类的死亡->增加有机氮和有机磷；2、藻类的生长->氮磷固持（包括铵氮、硝氮、无机磷）；3、有机氮/有机磷的底泥沉降；3、有机氮的矿化及底泥吸附态铵氮的释放->铵氮；4、铵氮的硝化->亚硝氮->硝氮；5、
8、有机磷的矿化及底泥吸附态无机磷的释放->无机磷滞蓄水体中（池塘、湿地、水库,不包括洼地）：1、随地表径流进入滞蓄水体，并出流进入主河道2、仅考虑营养元素的沉降，不模拟转化过程河道水质模拟市政和
