本文是一篇农学论文，农业生产对象的多样性和生产条件的复杂性，决定了农业科学的范围广泛和门类繁多，其中有侧重基础理论的，也有侧重应用技术的。随着有关学科的相互渗透，新的研究领域层出不穷，学科内容范围还在不断扩大。（以上内容来自百度百科）今天为大家推荐一篇农学论文，供大家参考。
1 引言
1.1 研究背景
21 世纪以来随着工业革命和人类社会化进程的发展，资源的短缺和环境的恶化逐渐引起了各个国家的重视。全球人口快速增长，加上工业发展过程中对资源的过度开发利用和管理不善，资源的紧缺和环境污染问题日益凸显。尤其水资源问题最为突出，水污染和全球气候变暖等水环境和水生态系统的持续恶化，已开始威胁着全球人类的生存、食物安全和公共健康[1-5]。水环境污染的形式主要分为点源污染和非点源污染。人类最先开始注意到的水污染是点源污染，主要因其特征明显有固定的排放点，且污染物质是通过管道或通道输入河流、湖泊等，地理位置清晰明显。随着社会的发展和环境治理技术手段的不断提高，点源污染得到有效的控制排放，但河流及湖泊水体等地表水水质并没有得到明显的改善，学者们才深入研究的发现非点源污染的存在。非点源污染具有面积分布广，发生源随机性大，污染物的时空分布不均，监测和控制及处理困难等特点，治理难度大，蔓延之势迅速[6]。相关研究表明全球有 30%～50%的地表水污染直接受到非点源污染的影响，而其中农业非点源污染的比重最大。农业非点源污染主要包括营养盐、化肥、农药和病菌，其通过流域内降雨—径流、农田灌溉/排水和田间渗漏等方式，由土壤向水体扩散的过程[7,8]。据数据统计，即使点源污染得到全面的控制，江河湖泊的地表水质达标率也仅有 42%～65%。在美国，河流湖泊中约60%的污染源来自农业非点源污染。美国环境保护总署（USEPA）最近的环境公告显示，美国境内 50%的河流水质仍受到污染，其中参评的河流数约占美国境内河流总数的 26%。欧洲发达国家的地表水中，总磷污染的 24%～71%是来自农业的输出。在加拿大，农田生产过程中由农田输出的氮磷总量分别占污染物输出总量的 82%和49%，其中农田化肥用量较大的地区流域，地下水中的 NO N3含量达到了 160 mg/L，该值已经超过了欧盟设定的饮用水中硝酸铵盐含量标准的 16 倍[9-15]。
...........
1.2 研究目的与意义
内蒙古河套灌区地处干旱—半干旱季风气候区，是我国北方重要的商品粮基地和三大古灌区之一。自建国以来，由于粮食供给的压力，我国在大型的农田灌区建设上主要以经济效益为主，农业生产活动中辅以农药和化肥来增加灌区粮食产量，忽略了灌区流域的生态环境建设。近年来随着农药化肥的大量使用，河套灌区流域的生态环境已遭到严重的破坏和污染。加上灌区内农牧地区畜牧业的快速发展，畜禽粪便的无序排放，使得灌区内水体水质持续恶化，生态环境遭受严重的破坏，已严重危害到灌区内居民的身体健康，并直接影响着灌区农业的可持续发展[33]。有研究表明[34-38]，河套灌区有效灌溉面积 5.7×105hm2，每年施用化肥量为 2.26×105t，有效成份折为氮素为 5.08×104t，大部分氮素通过挥发、淋失、渗漏损失进入河套灌区各支排干沟，最后汇入总排干沟排入乌梁素海。灌区内的湖泊水体接纳污染物的负荷量已严重超过了自身水体的自净能力，水体水质遭受严重到严重的破坏。灌区湖泊由于地理位置因素，其大多在较为偏远的农牧业地区，恶化的生态环境和污染危害尚未能引起人们和相关部门的足够重视，但其环境危害严重不容忽视。以乌梁素海为例，该湖位于内蒙古乌拉特前旗境内，现有水域面积 293 km2，是黄河改道而形成的河迹湖，是我国的十大淡水湖之一，它既是黄河流域最大的湖泊，同时也是全球同纬度内荒漠半荒漠地区极为罕见的具有生物多样性和环保多功能的大型草型湖泊，对维护区域的生态平衡，保护物种多样性起着重要作用[39-41]。近年来随着灌区流域内经济和农业生产的发展，灌区内人口数量的增加，流域内化肥的施用量和生活污水的排放量逐年增多，大量的农田退水和生活污水携带氮磷营养物质进入乌梁素海，导致乌梁素海水体水质遭到破坏并逐年恶化。
...........
2 研究区概况及研究方法
2.1 研究区自然地理位置
内蒙古河套灌区是我国古三大灌区之一，位于 40°15′N～41°18′N，106°20′E～109°19′E 之间，东西长约 250 km，南北宽约 50 km，总土地面约 188.93 万 hm2，现有灌溉面积 55.83 万 hm2，具有悠久历史的同时也是亚洲最大的一首制自流引水灌区。灌区位于黄河以北的冲洪积平原，北与阴山山脉的狼山相抵，东至乌拉山，南与黄河相临，西与乌兰布和沙漠相接。灌区农产丰富，是国家重要的商品粮油基地，有“天下黄河，为富一套”的美称[98,99]。灌区由黄河三盛公水利枢纽控制引水，输配水水系由 1 条总干渠和 13 条干渠组成，其中总干渠长达 180 km；排水水系由 1 条总排干沟及 10 条干沟组成，其中总排干沟长 220 km，输配水渠与排水沟控制整个灌区的灌溉排水，形成一个网状的、有灌有排的一首制灌区，图 2[100]。灌区以乌梁素海作为排水承泄区，湖泊水量主要来自上游的农田退水，其水质的好坏直接影响湖泊内的水质环境。河套灌区由五个灌域组成，自西向东分别是乌兰布和灌域、解放闸灌域、永济灌域、义长灌域和乌拉特灌域。大量的人工渠系和排干沟贯穿平原内部，每年的丰富和灌水补给使河套灌区成为了干旱区人工灌溉“绿洲”。
....
2.2 研究区气候及水文概况
2.2.1 区域气候条件
河套灌区属中温带大陆性季风气候，降雨量少，蒸发量大，风沙强烈。年平均降水量约 130～250 mm，最大降水量 432.6 mm；平均蒸发量高达 2000～2400 mm，湿润度为 0.1～0.2；年平均风速 2.5～3.4 m/s，最大风速可高达 18～40 m/s。灌区内光照充足，热量丰富，无霜期短；区域内四季分明，年平均气温在 3.7～7.6 ℃，气温最低月为 1 月，气温最高月为 7 月，年极端高气温高达 38.2℃，极端低气温低至 -41 ℃；年平均日照时数大约在 3100～3300 h，10 ℃以上积温 2700～3300 ℃，年平均无霜期为 120～150 天。灌区内的土壤封冻期长达 180 d，平均冻深 0.93 m，最大冻深 1.32 m。河套灌区地处西风带，强烈的春季季风是造成灌区蒸发的主要原因之一。灌域地下水以浅水为主，年均地下水埋深 1.52 m，埋深最大时月为每年 3月（2.6～2.8 m），最小时月为每年 10 月（0.3～0.5 m）[101-103]。
........
3 SWAT 模型在河套灌区流域的构建 ..... 27
3.1 SWAT 模型概述 ...... 27
3.2 SWAT 模型的构建 .... 33
3.3 流域划分技术在河套灌区的应用............. 40
3.4 本章小结........... 42
4 SWAT 模型在河套灌区流域适用性评价 ............ 44
4.1 参数敏感性分析..... 44
4.2 模型校准与验证及评价指标...... 45
4.3 模拟率定期和验证期效果评价.... 51
4.4 不确定性来源分析.............. 53
4.5 本章小结........... 54
5 河套灌区流域径流和非点源污染的影响分析....... 55
5.1 径流受灌区管理制度的影响分析............. 55
5.2 氮磷污染物的来源分析.......... 59
5.3 不同施肥方式对污染物负荷的影响........... 63
6 基于 SWAT 模型的总量控制技术方法
基于分布式水文模型研究的灌区流域的非点源污染是为了有效的控制和合理的管理污染物的流失[165]。流域污染物负荷是否超标主要是通过计算其输出结果的水环境容量大小与目标水质标准下的水环境容量进行比较，超过标准水质下的水环境容量则认为污染物负荷量超标。而有效的控制污染物负荷量的方法是对水环境容量进行的合理公平的分配，通过分配到各区域的水环境容量来控制其污染物排放量。在我国，目前大多数流域还没有完善的河流湖泊污染物浓度的连续监测数据，水环境容量达不到动态的评估，无法及时的反映污染物负荷对流域水生态系统的影响[166,167]。因而合理的利用分布式水文模型可以克服这一困难。分布式水文模型在数据的输出上具有连续和可读性，不仅可以利用模型的输出结果动态的评估流域内水环境容量的大小，同时因其管理措施具有较强的操作性，可以将水环境容量分配结果概化进模型，用模型的输出结果验证分配结果的合理性。流域内地表水体主要以湖库为主，我国的湖泊主要受富营养化和有机物污染，尤其是灌区湖泊，来自上游农田的退水携带大量的营养物质氮、磷进入湖泊水体，是造成水体富营养化的主要影响因子[168,169]。目前我国学者在研究湖泊氮、磷水环境总量时，多采用的是零维模型，认为污染物在湖泊水体中是完全混合的。常见的模型有 Dillon 模型、OECD 和合田健模型。本章在河套灌区流域非点源污染现状分析的基础上，对富营养化水平较高，富营养化指数约为 46～52 的乌梁素海，采用 Dillon模型计算其水环境容量，运用权重分配法对水环境总量进行公平性分配，并用 SWAT模型对分配结果进行了合理性验证。#p#分页标题#e#
.........
结论
本研究基于 SWAT 模型对河套灌区流域进行了径流、氮磷污染负荷的模拟研究。通过率定验证后的模型，对流域内主要水体乌梁素海的水环境容量进行了计算和验证。研究中，通过野外调查取样，资料搜集和计算以及室内实验的指标测定，成功的构建了河套灌区流域的分布式水文模型。
（1）大型灌区分布式水文模型的构建在摸清各子模型各自所需的参数前提下，以 SWAT 模型所需基本的空间数据和属性数据为基础，构建初始化了地势地貌的复杂和人为活动的剧烈的河套灌区流域分布式水文模型。以流域水量平衡为基础，文中提出了以修正系数的方法对模型的空间数据 DEM 进行预处理，联合“Burn-in”方法和“高层增量叠加算法”，合理划分了河套灌区流域的子流域边界，同时借助 ArcGIS 平台和土地利用图划定了流域外边界。
（2）河套灌区径流量及氮、磷污染物的模拟评价灌区内水文循环基本靠的是灌区内的灌排水系。通过搜集多年的径流实测资料及实验室测定的氮、磷浓度数据，对构建的 SWAT 模型进行了率定和验证。文中利用 2003 年～2013 年的逐月径流量，2007 年～2013 年的氮、磷数据，采用模型评价指标 R2，NSE 和 PBIAS 对模型进行适用性评价。径流模拟评价指标率定期内 R2和NSE 的值分别为 0.82，0.78，验证期的 R2和 NSE 值分别为 0.80 和 0.77。总氮模拟中，模型率定期内 NSE 和 R2值分别为 0.63 和 0.67，验证期 NSE 和 R2值为 0.48 和0.50，相对偏差在率定期和验证期内不超过 10%；总磷模型过程中，模型率定期内NSE 和 R2值分别为 0.64 和 0.66，验证期 NSE 和 R2值为 0.42 和 0.51，相对偏差在率定期和验证期内没超过 40%，说明模型模拟结果可信可行，能适用用于河套灌区复杂地貌的流域。
..........
参考文献（略）
