基于OTIS模型的巢湖十五里河源頭段氮磷遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及模擬.pdf

1、選擇巢湖十五里河源頭段為對(duì)象,以NH4Cl和KH2PO4為添加營(yíng)養(yǎng)鹽、以NaCl為保守型示蹤劑,開展現(xiàn)場(chǎng)示蹤實(shí)驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上,從潛流交換與側(cè)向補(bǔ)給耦合作用的角度,構(gòu)建源頭溪流溶質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型,并借助美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)推薦的OTIS應(yīng)用程序包和OTIS-P參數(shù)優(yōu)化程序軟件,確定模型水文參數(shù)和吸收系數(shù),完成參數(shù)靈敏性分析。通過(guò)對(duì)水環(huán)境數(shù)學(xué)模型中不同模塊作用效果的分析,識(shí)別主要作用機(jī)制;基于暫態(tài)存儲(chǔ)指標(biāo)和養(yǎng)分螺旋原理,解析十五里河

2、源頭段的暫態(tài)存儲(chǔ)能力和氮磷養(yǎng)分滯留特征,并從水環(huán)境系統(tǒng)模糊不確定性角度,對(duì)源頭河段溶質(zhì)遷移擴(kuò)散規(guī)律進(jìn)行模擬仿真。現(xiàn)將取得的結(jié)果概述如下:
　　(1)對(duì)OTIS模型中不同功能模塊作用效果的分析表明,若不計(jì)側(cè)向補(bǔ)給作用,則將延遲溶質(zhì)遷移到達(dá)下游的時(shí)間,且模擬濃度超過(guò)實(shí)測(cè)值;而若忽略暫態(tài)存儲(chǔ)模塊影響,則不僅導(dǎo)致模擬濃度值遠(yuǎn)高于觀測(cè)值,也影響溶質(zhì)模擬濃度穿透曲線的形狀,并明顯縮短了溶質(zhì)遷移到達(dá)下游河段的時(shí)間。
　　(2)源頭河段暫態(tài)

3、存儲(chǔ)特征分析表明,不同水文條件相應(yīng)的暫態(tài)存儲(chǔ)度量指標(biāo)Ts和Ls數(shù)值變化很大;半數(shù)以上200medF低于20％,不同河段水力停留因子Rh差別也較大;qs和qL的平均值分別為2.49×10-3、3.36×10-4 m3·s-1·m-1,表明該河段存在較為明顯的側(cè)向補(bǔ)給作用。根據(jù)參數(shù)回歸分析結(jié)果,絕大部分水文參數(shù)、暫態(tài)存儲(chǔ)指標(biāo)與流量之間都沒(méi)有表現(xiàn)出較為明顯的相關(guān)性。
　　(3)該源頭河段4NH?和 SRP的綜合衰減系數(shù) k-NH4、k-

4、SRP平均值分別為1.53×10-3、-1.11×10-4 s-1;由4NH?吸收長(zhǎng)度Sw-NH4高達(dá)29279 m,表明該源頭段經(jīng)由物理或生化過(guò)程去除N的可能性極低;由Sw-SRP為-2568 m,意味著該源頭河段磷的釋放效應(yīng)超過(guò)了吸收作用,即該河段對(duì)磷起到“源”的作用。與營(yíng)養(yǎng)鹽含量相對(duì)較低的溪流相比,十五里河源頭段Vf-NH4相對(duì)偏低,而U-NH4則顯著偏大。上游子河段的主河道流動(dòng)水體對(duì)4NH?損失貢獻(xiàn)率為88.14％,暫態(tài)存儲(chǔ)區(qū)貢