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我国南方水稻种植区水文过程计算

作　者: 张厚喜
导　师: 李硕
学　校: 南京师范大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 水稻种植区水稻田水文过程模拟模块潋水河流域 SWAT模型
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

大面积水稻种植引起的养分流失,是农业非点源污染的一个重要原因,水稻种植区域的水文过程是氮、磷流失的驱动力,对水稻田水文过程进行建模是区域非点源污染定量化计算的基础。明晰水稻种植区域养分流失的水文驱动特征,进而针对水稻种植区域的水文特征构建分布式水文模型,对水稻种植区非点源污染定量控制和优化稻田生产管理措施具有一定的实用价值。本研究根据水稻种植区的水文特征构建了水稻种植区水平衡方程,开发了流域尺度的水稻田水文模拟模块。选择潋水河流域为研究区,在对基础数据进行空间离散化和空间参数化的基础上,采用两种方式分别进行产流、产沙、产氮磷的模拟：(1)利用SWAT模型单独模拟；(2)利用水稻种植区水文模块与SWAT模型进行联合模拟。通过两种模拟方式的对比,对所开发的水稻种植区水文模拟模型进行评价。研究主要得出以下结论：(1)对1991—2005年的年径流进行模拟得知：SWAT单独模拟的Nash系数ENS=0.865,确定性系数R2=0.878,平均相对误差Dv=0.112,联合模拟的ENS=0.871, R2=0.890, Dv=0.093;对1991—2005年的年产沙进行模拟得知：SWAT单独模拟的ENS=0.711,R2=0.786,Dv=0.308,联合模拟的ENS=0.740,R2=0.792,Dv=0.276,从中可知联合模拟较单独模拟的产流和产沙的模拟精度并没有显著提高。(2)对02年10月—04年10月在月尺度上进行有机氮的模拟可知：SWAT单独模拟的ENS=-0.588,R2=0.170,Dv=1.50,联合模拟的ENS=0.685,R2=0.673,Dv=1.409。从中看出在枯水期单独模拟和联合模拟的精度较为相近,而丰水期二者模拟精度的差异则较大,特别是处于水稻种植期的4月和8月份,联合模拟精度比单独模拟精度有显著的提高。有机磷的模拟结果与有机氮的模拟结果类似。说明本文开发的水稻田水文模拟模块在模拟中能较为合理的反映水稻田水文特点,弥补了SWAT模型在水稻田模拟的不足,从而改善了有机氮和有机磷的模拟精度。

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