基于SCS和USLE的程海总磷总氮参照状态推断
作者简介:周玉良(1982-),男,安徽舒城人,博士,讲师,从事水文水资源研究。E-mail:zyl54600@163.com
收稿日期: 2011-05-04
要求修回日期: 2011-06-28
网络出版日期: 2012-06-20
基金资助
国家水体污染控制与治理科技重大专项(2009ZX07106-001)、国家自然科学基金项目(51079037,51109052)、合肥工业大学发展基金(2010HGXJ0282)资助
Inference of Reference Conditions for Total Phosphorus and Total Nitrogen Based on SCS and USLE Model in Chenghai Lake
Received date: 2011-05-04
Request revised date: 2011-06-28
Online published: 2012-06-20
Copyright
将流域入湖的氮磷负荷分为点源和非点源两部分,基于SCS模型和USLE模型,分别计算流域入湖的溶解态和颗粒态非点源负荷,根据工业、城镇生活及规模养殖废水排放,计算了流域入湖的点源负荷。通过计算的入湖负荷和现有的湖泊氮磷浓度数据,建立了湖泊氮磷质量守恒模型。根据计算的逐年入湖氮磷负荷和建立的湖泊氮磷质量守恒模型,逆推逐年的湖泊氮磷浓度,确定湖泊氮磷参照状态。应用建立的模型推断程海的TP、TN参照状态分别为0.014 mg/L和0.247 mg/L。构建的湖泊氮磷参照状态推断模型,所需资料少,概念清晰,在资料缺乏的其他湖泊流域具有推广应用价值。
周玉良 , 刘丽 , 金菊良 , 张礼兵 , 汪哲荪 . 基于SCS和USLE的程海总磷总氮参照状态推断[J]. 地理科学, 2012 , 32(6) : 725 -730 . DOI: 10.13249/j.cnki.sgs.2012.06.725
The loadings of total phosphorus and total nitrogen entering a lake were divided into two categories: point source and non-point source. The SCS (Soil Conservation Service) and the USLE (Universal Soil Loss Equation) models were used to calculate dissolved and particulate non-point source loadings, while the point source loading was estimated from the discharge of industrial, domestic and livestock wastewater. The mass conservation model of total phosphorus and total nitrogen in a lake was established, which was built upon the estimated input loadings of total phosphorus and total nitrogen entering a lake as well as the current concentration of total phosphorus and total nitrogen in the lake. Based on the calculated loadings entering a lake from the watershed and atmospheric deposition, along with the mass conservation model established, the previous annual average concentration of total phosphorus and total nitrogen in a lake was obtained by backward inference. Then, the reference condition of total phosphorus and total nitrogen, which was minimally impacted by human activities, could be established. The reference conditions of total phosphorus and total nitrogen in Chenghai Lake are 0.014 mg/L and 0.247 mg/L with the application of the proposed model. The reference conditions inference model is of clear physical concept, and less data required. Thus, the proposed methodology is applicable to other lakes under similar situations.
Table 1 The input loadings of total phosphorus and total nitrogen entering Chenghai Lake from the watershed in different years表1 程海流域历年入湖营养物负荷 (t/a) |
年份 | TP poi | TN poi | TP non | TN non | TPtot | TNtot | 年份 | TP poi | TN poi | TP non | TN non | TPtot | TNtot |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1960年 | 1.0 | 9.7 | 119.2 | 374.0 | 120.2 | 383.7 | 1985年 | 1.2 | 11.3 | 109.4 | 349.0 | 110.5 | 360.3 |
1961年 | 1.0 | 9.8 | 88.6 | 284.3 | 89.6 | 294.0 | 1986年 | 1.2 | 11.4 | 133.7 | 429.2 | 134.8 | 440.6 |
1962年 | 1.0 | 9.8 | 148.8 | 473.4 | 149.8 | 483.3 | 1987年 | 1.2 | 11.4 | 177.3 | 571.6 | 178.5 | 583.1 |
1963年 | 1.0 | 9.9 | 220.5 | 710.5 | 221.5 | 720.4 | 1988年 | 1.2 | 11.5 | 86.6 | 274.6 | 87.8 | 286.1 |
1964年 | 1.0 | 10.0 | 116.0 | 373.3 | 117.0 | 383.3 | 1989年 | 1.2 | 11.6 | 204.2 | 647.5 | 205.4 | 659.1 |
1965年 | 1.0 | 10.0 | 119.1 | 386.3 | 120.1 | 396.3 | 1990年 | 1.2 | 11.6 | 150.2 | 481.3 | 151.4 | 492.9 |
1966年 | 1.0 | 10.1 | 147.6 | 476.9 | 148.7 | 487.0 | 1991年 | 1.2 | 11.7 | 150.7 | 477.5 | 151.9 | 489.2 |
1967年 | 1.0 | 10.2 | 83.2 | 260.9 | 84.2 | 271.1 | 1992年 | 1.2 | 11.8 | 85.3 | 269.4 | 86.5 | 281.2 |
1968年 | 1.1 | 10.2 | 133.2 | 436.0 | 134.3 | 446.2 | 1993年 | 3.2 | 27.8 | 180.2 | 584.1 | 183.4 | 611.9 |
1969年 | 1.1 | 10.3 | 92.2 | 294.1 | 93.2 | 304.4 | 1994年 | 3.5 | 35.7 | 103.1 | 331.9 | 106.6 | 367.5 |
1970年 | 1.1 | 10.4 | 100.5 | 315.8 | 101.6 | 326.1 | 1995年 | 3.4 | 34.0 | 127.3 | 401.5 | 130.7 | 435.4 |
1971年 | 1.1 | 10.4 | 144.1 | 461.2 | 145.2 | 471.6 | 1996年 | 3.6 | 34.4 | 154.5 | 485.2 | 158.1 | 519.6 |
Table 2 The backward inference results of concentrations of total phosphorus and total nitrogen in Chenghai Lake表2 程海历年总磷总氮浓度反演结果 (mg/L) |
年份 | TP | TN | 年份 | TP | TN | 年份 | TP | TN | 年份 | TP | TN |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1960年 | 0.014 | 0.249 | 1971年 | 0.014 | 0.249 | 1982年 | 0.017 | 0.307 | 1993年 | 0.023 | 0.418 |
1961年 | 0.014 | 0.252 | 1972年 | 0.015 | 0.250 | 1983年 | 0.018 | 0.328 | 1994年 | 0.023 | 0.413 |
1962年 | 0.014 | 0.253 | 1973年 | 0.015 | 0.254 | 1984年 | 0.019 | 0.353 | 1995年 | 0.025 | 0.449 |
1963年 | 0.014 | 0.244 | 1974年 | 0.015 | 0.257 | 1985年 | 0.020 | 0.369 | 1996年 | 0.026 | 0.467 |
1964年 | 0.014 | 0.238 | 1975年 | 0.015 | 0.259 | 1986年 | 0.021 | 0.379 | 1997年 | 0.028 | 0.565 |
1965年 | 0.014 | 0.238 | 1976年 | 0.015 | 0.269 | 1987年 | 0.021 | 0.375 | 1998年 | 0.030 | 0.693 |
1966年 | 0.014 | 0.236 | 1977年 | 0.016 | 0.286 | 1988年 | 0.021 | 0.384 | 1999年 | 0.028 | 0.799 |
1967年 | 0.014 | 0.238 | 1978年 | 0.017 | 0.291 | 1989年 | 0.022 | 0.394 | 2000年 | 0.027 | 0.748 |
1968年 | 0.014 | 0.241 | 1979年 | 0.017 | 0.290 | 1990年 | 0.021 | 0.388 | 2001年 | 0.036 | 0.601 |
1969年 | 0.014 | 0.243 | 1980年 | 0.017 | 0.293 | 1991年 | 0.022 | 0.387 | |||
1970年 | 0.014 | 0.249 | 1981年 | 0.017 | 0.298 | 1992年 | 0.023 | 0.416 | 2010年 | 0.020 | 0.606 |
Fig. 1 Annual average concentration of total phosphorus and total nitrogen in Chenghai Lake from 1960 to 2010图1 程海1960~2010年总磷(a)总氮(b)年均浓度 |
The authors have declared that no competing interests exist.
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地球系统科学数据共享网项目,中国科学院南京土壤研究所于东升史学正课题组数字化加工制作[G/OL].全国1:400万土壤化学属性空间分布数据集,2007.
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国家环境保护总局,国家质量监督检验检疫总局.畜禽养殖业污染物排放标准[S].中国,2001.
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昆明理工大学.《永胜工业园区县城中心片区规划环境影响报告书》公示[R/OL].2009-06-15,
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[26] |
云南省统计局.云南统计年鉴(1985~2010)[M].北京:中国统计出版社,1985~2010.
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