15、黄佳聪-洪泛平原区氮磷污染源解析（33页）.pdf

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1、中国科学院流域地理学重点实验室 中国科学院南京地理与湖泊研究所 洪泛平原区氮磷污染源解析 第五届中国水环境模型与智能决策研讨会，2018年10月25-27日，云南玉溪 2018-10-26 黄佳聪、高俊峰 自我介绍 黄佳聪，博士、副研究员，从事流域污染物输移及其水环境效应模拟研究。Field monitoring and sampling ANN for capturing complex process GA for parameter optimization EnKF for data assimilation 1.Tracking nutrient dynamics in lowlan

2、d artificial watersheds(polders)2.Modeling the response of lake water quality to watershed management Tracking nutrient sources and sinks for polders Developing a hydrological,hydrodynamic and water quality model for lake-watershed ecosystems 3.Developing a framework for model integration based on a

3、rtificial intelligence algorithms Identifying the key factors determining nutrient export from polders?Developing a coupled hydrological and nutrient dynamic model for polders Developing a hydrodynamic indicator to quantify the response of lake water quality to pollution loading How water transfer p

4、rojects affected lake ecosystems?When and where to reduce nutrient for controlling algal blooms in a lake?提纲 1.科学问题提出科学问题提出 2.机理模型构建机理模型构建 3.模型优化与同化模型优化与同化 4.氮磷污染源解析氮磷污染源解析 5.研究结论研究结论 1.科学问题提出 研究背景 重要性：平原区分布广泛，圩区是平原区的重要地理单元，氮磷流失严重；圩区氮磷输移过程模型可用于准确解析河湖氮磷污染来源，进而识别流域氮磷污染的重点防控区域。1.科学问题提出 研究背景 挑战性：平原圩区氮磷输

5、移过程受自然条件和人工控制水文过程的双重影响，水体流向不明，过程模拟十分困难，尚无精确模拟方法，是流域模拟的热点与难点。Complex hydrological processes of polders 1.科学问题提出 以太湖流域圩区为研究对象，采用水环境监测与模型模拟相结合手段，研究平原圩区氮磷污染负荷的时空格局及其关键影响因子，具体包括：平原圩区氮磷流失通量 平原圩区氮磷流失的空间差异 平原圩区氮磷流失的季节变化 平原圩区氮磷流失的关键影响因子 提纲 1.科学问题提出科学问题提出 2.机理模型构建机理模型构建 3.模型优化与同化模型优化与同化 4.氮磷污染源解析氮磷污染源解析 5.研究结

6、论研究结论 2.机理模型构建 过程分析 降雨径流、作物蒸腾、农田水体下渗等 农田灌溉、涵洞排水、洪涝排水等 农田施肥、农田氮硝化与反硝化、农田氨挥发、沟塘氮磷沉降、沟塘水生植物吸收、沟塘氮反硝化等 2.机理模型构建 关键过程概化：构建了水位驱动的圩区物质输移模式，开发了圩区人工调控的水文模块。Mass transport process Water exchange rate Huang et al.,2016.Ecological Engineering.2.机理模型构建 概念模型构建：实现了圩区氮磷迁移转化的多尺度与多过程精准化刻画：圩区产汇流、水量人工控制、氮磷迁移转化、沟渠-坑塘氮磷滞