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annagnps模型在西南岩溶地区奇峰河流域的参数敏感性及适用性分析

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农业环境科学学报 2020年第3期39卷 590-600页

作者：梁丽营高振刚刘德财闫小雨曾鸿鹄刘峥覃礼堂梁延鹏桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541006 桂林理工大学化学与生物工程广西桂林541006 桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541006

为了探究农业非点源模型(annagnps)在西南岩溶地区奇峰河小流域地表径流量模拟的适用性,使用差分灵敏度分析(Differential sensitivity analysis,DSA)方法对参数进行敏感性分析,采用敏感指数法评价参数的敏感性等级;利用试错法人工调整... 详细信息

为了探究农业非点源模型(annagnps)在西南岩溶地区奇峰河小流域地表径流量模拟的适用性,使用差分灵敏度分析(Differential sensitivity analysis,DSA)方法对参数进行敏感性分析,采用敏感指数法评价参数的敏感性等级;利用试错法人工调整模型参数,采用三个评价指标:决定系数(R2)、纳什系数(ENs)和相对偏差(Re)评估模型的性能,检验其在岩溶地区奇峰河小流域的径流模拟的适用性。结果表明:不同临界源区面积(Critical source area,CSA)与最小源区沟道长度(Minimum source channel length,MSCL)取值下,CSA=20 hm2,MSCL=200 m时,能够较为全面地描述奇峰河流域的下垫面的情况。参数敏感性分析结果表明,对径流模拟最敏感的参数是径流曲线数(CN),与非岩溶地区相比,影响地表径流的最敏感的参数相同,取值较非岩溶地区流域的大;对泥沙、总氮、总磷模拟最敏感的参数是土壤可侵蚀性因子与径流曲线数。模拟结果表明:annagnps模型能很好地模拟流域的地表径流,月尺度下模拟的R2为0.962,ENs为0.831,Re为-14.94%。日尺度下模拟的R^2为0.716,ENs为0.946,Re为-13.69%。由于岩溶系统的高渗漏性以及地下水与地表水交换的瞬时性,日尺度下的模拟精度较低。研究表明经过校准与验证的annagnps模型适用于西南岩溶地区桂林市奇峰河流域的非点源污染负荷模拟。

关键词：西南岩溶地区 annagnps模型参数敏感性适用性评价径流模拟

annagnps模型在潋水河流域产水、产沙的模拟评价

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环境科学 2010年第1期31卷 49-57页

作者：李硕刘磊南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室南京210046 江西师范大学鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室南昌330022

日益严重的土壤侵蚀造成了土地退化、水体污染等一系列的环境和生态问题,利用基于过程的数学模型已成为流域土壤侵蚀状况定量评价和控制的有效方法.利用美国农业部开发的流域尺度annagnps模型,设计了基于地形特征的cell离散方案,在多种... 详细信息

日益严重的土壤侵蚀造成了土地退化、水体污染等一系列的环境和生态问题,利用基于过程的数学模型已成为流域土壤侵蚀状况定量评价和控制的有效方法.利用美国农业部开发的流域尺度annagnps模型,设计了基于地形特征的cell离散方案,在多种地理数据采集和参数化的基础上,对江西兴国潋水河流域1991～2005年的径流、产沙过程进行了分布式计算机模拟.在对产水量进行径流滤波分析的基础上,分别对模型模拟的地表径流和产沙量进行了校正和验证.地表径流模拟结果多年平均相对误差为11.8%,确定性系数R2为0.94,产沙量模拟结果的多年平均相对误差为19.71%,确定性系数R2为0.77.表明annagnps能较好地模拟潋水流域年、月尺度的地表径流和产沙过程.地下径流模拟结果误差较大,其原因和地下径流模拟模块在潋水流域的适用性有待进一步研究检验.对潋水流域土壤侵蚀定量分析表明,潋水流域的年平均侵蚀模数为1 150.29.t(km2.a)-1,属于轻度侵蚀等级,流域内侵蚀较严重的区域集中分布于居民地附近和公路沿线,其水土流失与人类活动有很大关系.

关键词： annagnps模型潋水河流域土壤侵蚀计算机模拟

annagnps模型在丹江库区黑沟河流域的模拟应用与检验

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土壤通报 2009年第4期40卷 907-912页

作者：王静丁树文蔡崇法郭熙盛汪永涛安徽省农业科学院土壤肥料研究所安徽合肥230031 华中农业大学资源与环境学院湖北武汉4300700 湖北省丹江口市水土保持局湖北丹江口442700

采用连续型-分布式参数模型annagnps,并结合GIS技术,对丹江库区黑沟河流域2003年农业面源污染负荷进行了定量模拟,并且用同步水质监测数据检验了该模型在丹江库区低山丘陵型流域的适用性。研究结果表明:(1)2003年黑沟河流域输沙量为1671... 详细信息

采用连续型-分布式参数模型annagnps,并结合GIS技术,对丹江库区黑沟河流域2003年农业面源污染负荷进行了定量模拟,并且用同步水质监测数据检验了该模型在丹江库区低山丘陵型流域的适用性。研究结果表明:(1)2003年黑沟河流域输沙量为16714.81t,粘粒(annagnps模型对泥沙侵蚀和氮磷营养盐流失的模拟精度由高到低为:氮输出>泥沙模拟>磷输出,对氮的模拟能力较强,对泥沙模拟精度一般,而对磷的模拟则表现出较大的不确定性。

关键词： annagnps模型 GIS 面源污染黑沟河流域

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annagnps模型研究及应用进展

西北农林科技大学学报（自然科学版） 2009年第2期37卷 225-234页

作者：李家科李怀恩李亚娇西安理工大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室陕西西安710048 西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054

【目的】annagnps(Annualized Agricultural Non-Point Source Pollution Model)模型是由美国农业部开发的用于模拟评估流域地表径流、泥沙侵蚀和氮磷营养盐流失的连续型分布式参数模型。文章对annagnps的国内外研究应用进行了全面综述... 详细信息

【目的】annagnps(Annualized Agricultural Non-Point Source Pollution Model)模型是由美国农业部开发的用于模拟评估流域地表径流、泥沙侵蚀和氮磷营养盐流失的连续型分布式参数模型。文章对annagnps的国内外研究应用进行了全面综述,以期为模型在我国的深入研究和应用提供参考。【方法】从annagnps模型的机理、结构、国内外应用现状及我国应用中存在的问题等方面作了综合性总结。【结果】模型应用情况表明,模型对径流和非点源污染的模拟基本在可接受精度范围内,对于地表径流的模拟能力要强于泥沙和氮磷营养盐,对总磷输出的模拟表现出了较大的不确定性;年、月时间尺度模拟精度高于单场降雨的模拟精度;单场降雨雨量越大,模拟效果越好;大尺度区域模拟精度低于小尺度区域;对洪峰流量估计过高。【结论】我国目前对模型的适应性和重要参数的敏感性分析方面研究较多,受相关数据获取困难等因素的影响,annagnps模型的应用缺乏系统性和连续性。对模型的修正或改进,以及非点源管理措施效果的模拟评价等方面的研究有待加强。

关键词： annagnps模型非点源污染研究与应用

annagnps模型土壤气象数据库建立方法研究

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中国农村水利水电 2012年第9期 34-37,41页

作者：张革刘德富宋林旭樊东星张彪三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 三峡库区生态环境教育部工程研究中心湖北宜昌443002

针对annagnps模型在国内推广应用中因相关数据缺失,数据库建立困难的现状,以三峡库区香溪河流域为研究示范区,探讨在现有资料的基础上如何建立annagnps模型中土壤和气象这2类重要数据库,重点研究数据库建立过程中露点温度、太阳辐射、... 详细信息

针对annagnps模型在国内推广应用中因相关数据缺失,数据库建立困难的现状,以三峡库区香溪河流域为研究示范区,探讨在现有资料的基础上如何建立annagnps模型中土壤和气象这2类重要数据库,重点研究数据库建立过程中露点温度、太阳辐射、土壤质地转换、水文土壤组划分、土壤侵蚀因子K等重要参数的计算方法。以期为An-nAGNPS模型数据库的建立研究提供借鉴,并为模型在国内的推广应用提供参考。

关键词： annagnps模型香溪河流域气象数据库土壤数据库

annagnps模型在太湖流域丘陵区适用性研究

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人民长江 2009年第21期40卷 79-82页

作者：高菲张文胜刘庄周根富江苏省秦淮河水利工程管理处江苏南京210098 水利部水文局北京100053 环保部南京环境科学研究所江苏南京210098

太湖流域位于长江三角洲南缘,其富营养化和水污染日趋严重的现象已成为国内外广泛关注的环境问题。目前流域的农业非点源污染比较突出,尤其是湖岸周围的丘陵区,农业活动频繁且距离太湖较近,在降雨条件下随径流流失的农田营养盐是太湖非... 详细信息

太湖流域位于长江三角洲南缘,其富营养化和水污染日趋严重的现象已成为国内外广泛关注的环境问题。目前流域的农业非点源污染比较突出,尤其是湖岸周围的丘陵区,农业活动频繁且距离太湖较近,在降雨条件下随径流流失的农田营养盐是太湖非点源污染物的重要来源。结合实测资料及利用ArcGIS、ArcView等GIS软件,建立太湖流域典型丘陵区(梅林小流域)annagnps模型数据库,将非点源污染模型annagnps运用于研究区,进行农业非点源污染数值模拟,结果表明,预测结果与实际观测结果基本相符,相关程度较高,认为该模型可用于太湖典型丘陵区,因而该模型在太湖典型丘陵区非点源污染研究方面具有一定的应用价值。

关键词：农业非点源污染典型丘陵区 annagnps模型数值模拟太湖流域

annagnps模型在土门西沟小流域退耕还林模拟中的应用

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AnnAGNPS模型在土门西沟小流域退耕还林模拟中的应用

作者：邵妍北京林业大学

学位级别：硕士

随着经济发展,小流域污染问题日趋突出,开展小流域污染整治工作迫在眉睫。本文以距密云水库5km的土门西沟小流域作为研究对象,运用最新的农业非点源污染模型(annagnps)对该地区的污染现状和不同退耕还林方式下污染情况进行模拟,通过模... 详细信息

随着经济发展,小流域污染问题日趋突出,开展小流域污染整治工作迫在眉睫。本文以距密云水库5km的土门西沟小流域作为研究对象,运用最新的农业非点源污染模型(annagnps)对该地区的污染现状和不同退耕还林方式下污染情况进行模拟,通过模拟结果确定了该区的关键源,找到影响非点源污染的因素和治理非点源污染的措施。annagnps(Annualized Agricultural Non-point Source Pollution Model)模型是由美国农业部开发研制而成的用于模拟评估流域地表径流、泥沙侵蚀和氮磷营养盐流失的连续型分布式参数模型。本研究以该模型为研究模型,以密云水库上游土门西沟小流域作为实验流域,利用模型和GIS结合界面模拟了流域年径流量和营养盐输出量,选用十场降雨对模型的径流输出进行检验,选用两场降雨对营养盐的输出进行校验。采用该模型,根据土门西沟小流域的实际情况,确定并拟合了模型运行参数;模拟出污染现状。在不考虑地形因子和考虑地形因子两种情况下,通过调整流域内林地、耕地和果粮地的比例来模拟氮磷的输出情况。模拟结果表明:农耕地和果粮地所占比例越高,流域输出的非点源污染物负荷量越大;林地在控制流域非点源污染中具有显著作用,林地所占比例越大,非点源污染物负荷量越少;地形因子对非点源污染物的输出有影响,考虑地形因子的退耕还林模拟的非点源污染物的输出值要小于不考虑地形因子的情况下非点源污染物的输出值。

关键词：非点源污染 annagnps模型退耕还林氮磷输出值

annagnps模型在四岭水库小流域非点源控制中的应用研究

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AnnAGNPS模型在四岭水库小流域非点源控制中的应用研究

作者：边金云浙江大学

学位级别：硕士

四岭水库是杭州市余杭区重要的饮用水源之一,然而近几年来水库水质逐渐下降,水体富营养化趋势逐年明显,尤其是2000年以后常常发生蓝藻水华,农业非点源污染是其水质恶化的主要原因之一,因此对四岭水库小流域氮磷营养流失进行深入研究显... 详细信息

四岭水库是杭州市余杭区重要的饮用水源之一,然而近几年来水库水质逐渐下降,水体富营养化趋势逐年明显,尤其是2000年以后常常发生蓝藻水华,农业非点源污染是其水质恶化的主要原因之一,因此对四岭水库小流域氮磷营养流失进行深入研究显得尤为重要。本文采用annagnps模型模拟四岭水库小流域农业非点源污染空间分布情况,分析氮磷流失规律,并对流域内主要土地利用方式（竹林）的农业管理模式进行了比较研究,为该流域非点源污染控制提供相应的依据。主要研究成果如下：（1）通过资料收集和实地调研,构建四岭水库流域的annagnps模型数据库,结合敏感性分析结果,对模型进行校准和验证,结果显示：模型对径流量的模拟效果良好,虽然在氮磷模拟方面表现出一定的不确定性,但模拟值与实测值拟合度在可以接受范围内,率定后的annagnps模型适合在四岭水库小流域应用。（2）模型研究结果显示,研究区单位面积氮磷污染负荷的空间分布呈现出南部大于北部,西部高于东部的特点,与氮素输出相比,研究区磷素流失量较少。土地利用类型影响流域氮磷流失量及流失形态。氮流失量最大的土地利用类型是林地,贡献率高达94.18%,其次为园地。耕地氮流失以颗粒态氮为主,居民用地、园地和水域氮素输出的主要形态是溶解态氮,而林地溶解态氮和颗粒态氮流失量大致相同;磷流失量最大土地利用类型是林地,居民用地次之。对耕地、园地、林地和居民用地而言,磷流失的最主要形态为颗粒态磷,只有在水域,溶解态磷占据主导地位。（3）运用不施肥处理（CK）、适地养分管理（SSNM）和当地高产竹农普遍采用的施肥方法（FFP）3种施肥方式对流域内主要土地利用方式（竹林）的施肥模式进行情景分析,结果显示：与FFP相比,SSNM在一定程度上减少了氮磷输出,其中溶解态氮和颗粒态氮流失量分别削减8.17%、4.33%,溶解态磷和颗粒态磷流失量依次减少9.08%、1.02%。该技术的推广和运用能在一定程度上防止水质恶化,对改善和提高四岭水库小流域环境质量有积极的作用。

关键词：农业非点源污染 annagnps模型四岭水库小流域氮磷流失控制

基于annagnps模型的黄土高原小流域土壤侵蚀定量评价

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农业工程学报 2006年第12期22卷 23-27页

作者：贾宁凤段建南李保国李旭霖陈焕伟山西大学经济与工商管理学院太原030006 湖南农业大学资源环境学院长沙410128 中国农业大学资源和环境学院北京100094 莱阳农学院农学系莱阳265200

以位于黄土丘陵沟壑区的砖窑沟流域为试点,利用A nnAGNPS模型进行土壤侵蚀定量评价。采用流域8次径流事件监测数据进行模型检验,径流量和沉积物量的相对误差分别为10%和-10%,A nnAGNPS模型能够比较理想地模拟流域长期的径流量和沉积物量... 详细信息

以位于黄土丘陵沟壑区的砖窑沟流域为试点,利用A nnAGNPS模型进行土壤侵蚀定量评价。采用流域8次径流事件监测数据进行模型检验,径流量和沉积物量的相对误差分别为10%和-10%,A nnAGNPS模型能够比较理想地模拟流域长期的径流量和沉积物量,并可应用于黄土丘陵沟壑区的径流流失和土壤侵蚀定量评价。采用2004年土地利用状况模拟分析了流域土壤侵蚀量及其空间分布,结果表明:该流域平均片蚀和细沟侵蚀强度为3508 t/(km2.a),属中度侵蚀等级,黄土沟壑地的平均侵蚀强度最大,属极强度侵蚀等级;严重的沟道侵蚀显著增加了运移到流域出口的泥沙。

关键词： annagnps模型黄土丘陵沟壑区径流量沉积物量