基于模型模擬剖析淮河流域王蚌區(qū)間農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷貢獻(xiàn)一、引言1.1研究背景與意義淮河流域作為中國重要的農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展地區(qū)，在國家發(fā)展戰(zhàn)略中占據(jù)著舉足輕重的地位，同時(shí)也是我國關(guān)鍵的生態(tài)保護(hù)區(qū)之一。其獨(dú)特的地理位置和豐富的水資源，孕育了繁榮的農(nóng)業(yè)和多樣的生態(tài)系統(tǒng)。然而，近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人口的持續(xù)增長，淮河流域的環(huán)境問題日益凸顯，尤其是農(nóng)業(yè)面源污染，已成為制約流域可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素?；春恿饔蛲醢鰠^(qū)間地處淮河下游主要水源地和生態(tài)保護(hù)區(qū)域內(nèi)，保護(hù)區(qū)面積約1000平方公里。該區(qū)域?qū)τ诒Ｕ舷掠蔚貐^(qū)的水資源供應(yīng)和生態(tài)安全起著至關(guān)重要的作用，是眾多生物的棲息地和重要的生態(tài)屏障。然而，當(dāng)前該區(qū)間水體中硝態(tài)氮和總磷含量較高，這不僅威脅到了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡，也對周邊居民的生活和健康構(gòu)成了潛在風(fēng)險(xiǎn)，已成為該生態(tài)保護(hù)區(qū)亟待解決的突出問題之一。農(nóng)業(yè)面源污染是淮河流域水體污染的主要來源之一。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，農(nóng)藥、化肥的不合理使用，畜禽養(yǎng)殖廢棄物的隨意排放，以及農(nóng)村生活污水和垃圾的無序處理等，都會(huì)導(dǎo)致大量污染物隨著降雨、灌溉等途徑進(jìn)入水體，造成水體污染。近年來，王蚌區(qū)間養(yǎng)殖業(yè)和化肥使用狀況呈增加趨勢，進(jìn)一步加劇了面源污染問題。相關(guān)研究表明，過量施用的化肥僅有一小部分被農(nóng)作物吸收利用，大部分則通過地表徑流、淋溶等方式進(jìn)入水體，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，引發(fā)藻類大量繁殖，破壞水生態(tài)系統(tǒng)平衡；畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的廢水中含有大量的有機(jī)物、氮、磷等污染物，若未經(jīng)有效處理直接排放，會(huì)對水體造成嚴(yán)重污染。開展農(nóng)業(yè)面源污染對該區(qū)間污染負(fù)荷的貢獻(xiàn)模擬研究，對于該區(qū)域的環(huán)境保護(hù)和治理具有不可忽視的重要意義。通過精確模擬和深入分析農(nóng)業(yè)面源污染的貢獻(xiàn)，能夠?yàn)橹贫茖W(xué)合理的污染治理策略提供有力的數(shù)據(jù)支持和科學(xué)依據(jù)，有助于明確治理重點(diǎn)和方向，提高治理效率，降低治理成本。只有準(zhǔn)確掌握污染負(fù)荷的來源和貢獻(xiàn)程度，才能有的放矢地采取措施，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)面源污染的有效控制和治理，進(jìn)而改善淮河流域王蚌區(qū)間的水環(huán)境質(zhì)量，保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和健康，保障區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展，為子孫后代創(chuàng)造一個(gè)良好的生態(tài)環(huán)境。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外在農(nóng)業(yè)面源污染研究方面起步較早，在理論和技術(shù)層面都取得了豐碩成果。早期的研究主要聚焦于對農(nóng)業(yè)面源污染來源和形成機(jī)制的剖析，如通過大量的實(shí)地觀測和實(shí)驗(yàn)分析，明確了農(nóng)藥、化肥的使用以及畜禽養(yǎng)殖廢棄物排放等是農(nóng)業(yè)面源污染的主要源頭。在20世紀(jì)60年代，美國學(xué)者就開始關(guān)注農(nóng)業(yè)活動(dòng)對水體的影響，研究發(fā)現(xiàn)農(nóng)田中過量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)隨地表徑流進(jìn)入水體，是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的重要原因。隨著研究的深入，國外在農(nóng)業(yè)面源污染模型的研發(fā)和應(yīng)用上取得了顯著進(jìn)展。例如，美國農(nóng)業(yè)部開發(fā)的AGNPS模型（AgriculturalNon-PointSourcePollutionModel），能夠模擬農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的發(fā)生和遷移過程，對污染物負(fù)荷進(jìn)行定量估算。該模型考慮了土地利用、土壤類型、氣象條件等多種因素對污染過程的影響，為農(nóng)業(yè)面源污染的研究和治理提供了有力工具。歐洲國家也在積極開展相關(guān)研究，如丹麥建立了流域尺度的農(nóng)業(yè)面源污染模型，用于評估不同農(nóng)業(yè)管理措施對水環(huán)境的影響，通過模型模擬，為制定合理的農(nóng)業(yè)政策提供科學(xué)依據(jù)。國內(nèi)對農(nóng)業(yè)面源污染的研究始于20世紀(jì)80年代，隨著環(huán)境問題的日益突出，相關(guān)研究逐漸增多并不斷深入。早期主要是對農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查和分析，揭示了我國農(nóng)業(yè)面源污染的嚴(yán)重性和普遍性。例如，對太湖流域、滇池流域等地的研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)面源污染在水體污染中所占比例較高，已成為制約當(dāng)?shù)厮h(huán)境質(zhì)量改善的關(guān)鍵因素。近年來，國內(nèi)在農(nóng)業(yè)面源污染的監(jiān)測、評估和治理技術(shù)等方面取得了一系列成果。在監(jiān)測技術(shù)方面，發(fā)展了基于衛(wèi)星遙感、地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球定位系統(tǒng)（GPS）的“3S”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對農(nóng)業(yè)面源污染的宏觀監(jiān)測和動(dòng)態(tài)跟蹤；在評估方法上，借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國實(shí)際情況，建立了適合我國國情的農(nóng)業(yè)面源污染評估指標(biāo)體系和模型，如清華大學(xué)研發(fā)的基于機(jī)理的農(nóng)業(yè)面源污染模型，能夠更準(zhǔn)確地模擬我國復(fù)雜的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件下的污染過程。在治理技術(shù)方面，開展了生態(tài)攔截溝渠、人工濕地等技術(shù)的研究和應(yīng)用，通過物理、化學(xué)和生物的方法，有效削減農(nóng)業(yè)面源污染物的排放。在淮河流域的研究中，相關(guān)學(xué)者針對農(nóng)業(yè)面源污染的成因、分布特征以及對水環(huán)境的影響等方面進(jìn)行了探討。研究指出，淮河流域農(nóng)業(yè)面源污染主要來源于化肥、農(nóng)藥的不合理使用，畜禽養(yǎng)殖廢棄物的排放以及農(nóng)村生活污水和垃圾的隨意處置。通過對流域內(nèi)不同區(qū)域的監(jiān)測和分析，發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)面源污染在空間上呈現(xiàn)出明顯的差異，靠近城市和人口密集區(qū)的污染程度相對較高。然而，目前對于淮河流域王蚌區(qū)間農(nóng)業(yè)面源污染的研究相對較少，尤其是在污染負(fù)荷貢獻(xiàn)的精確模擬方面還存在不足?，F(xiàn)有研究多側(cè)重于宏觀層面的分析，缺乏對該區(qū)間具體污染來源和貢獻(xiàn)程度的深入研究，難以滿足精準(zhǔn)治理的需求。此外，在治理措施的制定和實(shí)施方面，也缺乏針對性和系統(tǒng)性，需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究和實(shí)踐探索。1.3研究目標(biāo)與內(nèi)容本研究旨在深入剖析淮河流域王蚌區(qū)間農(nóng)業(yè)面源污染的現(xiàn)狀，通過科學(xué)的模擬手段，精準(zhǔn)評估其對該區(qū)間污染負(fù)荷的貢獻(xiàn)程度，為制定切實(shí)可行的污染治理策略提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐和科學(xué)依據(jù)。具體研究內(nèi)容如下：數(shù)據(jù)收集與整理：全面收集淮河流域王蚌區(qū)間的土地利用數(shù)據(jù)，包括耕地、林地、草地、建設(shè)用地等各類土地的分布和面積，以及不同土地利用類型的變化情況，以分析其對農(nóng)業(yè)面源污染的影響。詳細(xì)統(tǒng)計(jì)養(yǎng)殖業(yè)的相關(guān)數(shù)據(jù)，如養(yǎng)殖種類、養(yǎng)殖規(guī)模、養(yǎng)殖密度等，了解養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展趨勢和分布特點(diǎn)，確定其在農(nóng)業(yè)面源污染中的貢獻(xiàn)源地位。精確記錄化肥使用情況，包括化肥的種類、施用量、施用時(shí)間和施用方式等，為后續(xù)分析化肥對污染負(fù)荷的貢獻(xiàn)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。同時(shí)，收集該區(qū)間的氣象數(shù)據(jù)，如降水量、降水強(qiáng)度、氣溫、蒸發(fā)量等，以及水文數(shù)據(jù)，如河流水位、流量、流速等，這些數(shù)據(jù)對于理解污染物的遷移轉(zhuǎn)化過程至關(guān)重要。模型構(gòu)建與驗(yàn)證：基于收集到的數(shù)據(jù)，選用合適的農(nóng)業(yè)面源污染模型，如SWAT模型（SoilandWaterAssessmentTool），構(gòu)建淮河流域王蚌區(qū)間水環(huán)境模擬模型。該模型能夠綜合考慮土地利用、土壤類型、氣象條件、農(nóng)業(yè)管理措施等多種因素對農(nóng)業(yè)面源污染的影響，通過對污染物在土壤、水體和大氣中的遷移轉(zhuǎn)化過程進(jìn)行模擬，預(yù)測不同情景下的污染負(fù)荷。在構(gòu)建模型后，利用該區(qū)間已有的監(jiān)測數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行校準(zhǔn)和驗(yàn)證，確保模型的準(zhǔn)確性和可靠性。通過對比模擬結(jié)果與實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)，調(diào)整模型參數(shù)，使模型能夠更真實(shí)地反映該區(qū)間的農(nóng)業(yè)面源污染情況。污染負(fù)荷貢獻(xiàn)模擬與分析：運(yùn)用驗(yàn)證后的模型，對淮河流域王蚌區(qū)間農(nóng)業(yè)面源污染的污染負(fù)荷貢獻(xiàn)進(jìn)行模擬分析。分別計(jì)算不同污染源，如化肥、農(nóng)藥、畜禽養(yǎng)殖廢棄物等，對水體中硝態(tài)氮、總磷等主要污染物的貢獻(xiàn)比例，明確各污染源的相對重要性。分析不同土地利用類型和農(nóng)業(yè)管理措施下農(nóng)業(yè)面源污染的負(fù)荷變化情況，探究土地利用方式和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)對污染負(fù)荷的影響規(guī)律。通過設(shè)置不同的情景，如改變化肥施用量、調(diào)整養(yǎng)殖規(guī)模、推廣生態(tài)農(nóng)業(yè)等，模擬分析這些措施對農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷的削減效果，為制定污染治理方案提供科學(xué)依據(jù)。污染治理策略與建議：根據(jù)模擬分析結(jié)果，結(jié)合淮河流域王蚌區(qū)間的實(shí)際情況，提出針對性的農(nóng)業(yè)面源污染治理策略和建議。從源頭控制角度，加強(qiáng)對化肥、農(nóng)藥使用的管理，推廣精準(zhǔn)施肥和綠色防控技術(shù)，減少污染物的產(chǎn)生。在過程控制方面，建設(shè)生態(tài)攔截溝渠、人工濕地等設(shè)施，有效攔截和凈化污染物，降低其進(jìn)入水體的風(fēng)險(xiǎn)。對于末端治理，完善農(nóng)村生活污水和垃圾處理設(shè)施，提高污水和垃圾的處理率，減少對環(huán)境的污染。同時(shí)，提出加強(qiáng)政策支持、加大資金投入、提高農(nóng)民環(huán)保意識(shí)等保障措施，確保污染治理策略的有效實(shí)施。二、研究區(qū)域概況2.1淮河流域王蚌區(qū)間自然地理特征淮河流域王蚌區(qū)間位于淮河中游，是淮河生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶的重要組成部分。該區(qū)間西起阜南縣，東至嘉善縣，北臨固鎮(zhèn)縣，南抵大別山脈，處于北緯32°至33°、東經(jīng)115°至117°之間，跨越南北氣候分界線，總面積約1000平方公里。其地理位置特殊，不僅是連接淮河上下游的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，還在區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)中扮演著重要角色，對維持淮河流域的生態(tài)平衡和水資源穩(wěn)定具有重要意義。該區(qū)域地形地貌復(fù)雜多樣，總體呈現(xiàn)出西北高、東南低的態(tài)勢。北部主要為淮北平原的一部分，地勢平坦開闊，地形起伏較小，土壤肥沃，適宜大規(guī)模農(nóng)業(yè)種植；南部則靠近大別山脈，多丘陵山地，地勢起伏較大，海拔高度在50至500米之間。這些丘陵山地不僅為區(qū)域提供了豐富的自然資源，如森林資源、礦產(chǎn)資源等，還對區(qū)域的氣候、水文等自然環(huán)境產(chǎn)生了重要影響。山地的存在使得該區(qū)域的降水分布存在一定差異，迎風(fēng)坡降水相對較多，背風(fēng)坡降水相對較少；同時(shí)，山地的地形也影響了地表徑流的流向和速度，對區(qū)域的水資源分布和利用產(chǎn)生了一定的制約。王蚌區(qū)間屬于暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，氣候溫和。多年平均氣溫在14℃至16℃之間，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥。夏季受來自海洋的暖濕氣流影響，降水集中，且多暴雨天氣，降水強(qiáng)度較大，容易引發(fā)洪澇災(zāi)害；冬季則受來自西伯利亞的冷空氣影響，氣溫較低，降水較少。年平均降水量在800至1000毫米之間，但降水分布不均，主要集中在6至9月，這幾個(gè)月的降水量約占全年降水量的70%左右。降水的年際變化也較大，豐水年和枯水年的降水量相差可達(dá)數(shù)倍，這種降水的時(shí)空分布不均，給區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水資源管理帶來了很大挑戰(zhàn)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，降水集中期容易導(dǎo)致農(nóng)田漬澇，影響農(nóng)作物生長；而降水較少的季節(jié)則可能出現(xiàn)干旱，需要進(jìn)行灌溉補(bǔ)水。在水資源管理方面，需要合理規(guī)劃和調(diào)配水資源，以應(yīng)對降水不均帶來的水資源供需矛盾。此外，該區(qū)域光照充足，年日照時(shí)數(shù)在2000至2200小時(shí)之間，充足的光照有利于農(nóng)作物的光合作用和生長發(fā)育。同時(shí)，該區(qū)域的無霜期較長，一般在210至230天左右，為農(nóng)作物的生長提供了較為有利的氣候條件。然而，由于地處南北氣候過渡帶，該區(qū)域也容易受到多種氣象災(zāi)害的影響，如干旱、洪澇、臺(tái)風(fēng)、冰雹等，這些氣象災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境造成了一定的破壞。在干旱年份，土壤水分不足，農(nóng)作物生長受到抑制，產(chǎn)量下降；洪澇災(zāi)害則可能淹沒農(nóng)田，沖毀水利設(shè)施，破壞農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。因此，加強(qiáng)氣象災(zāi)害的監(jiān)測和預(yù)警，提高應(yīng)對氣象災(zāi)害的能力，對于保障該區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境安全至關(guān)重要。2.2社會(huì)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r淮河流域王蚌區(qū)間人口密集，勞動(dòng)力資源豐富，但也給資源和環(huán)境帶來了較大壓力。據(jù)最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，該區(qū)間常住人口約為[X]萬人，人口密度達(dá)到每平方公里[X]人，顯著高于全國平均水平。近年來，人口呈現(xiàn)出穩(wěn)定增長的趨勢，年增長率約為[X]%。其中，農(nóng)村人口占比較大，約為[X]%，這表明該區(qū)域農(nóng)業(yè)人口基數(shù)龐大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活中占據(jù)重要地位。從經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平來看，淮河流域王蚌區(qū)間經(jīng)濟(jì)增長迅速，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化。2023年，該區(qū)間地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）達(dá)到[X]億元，同比增長[X]%，增速高于全國平均水平。在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面，第一產(chǎn)業(yè)增加值為[X]億元，占GDP的比重為[X]%；第二產(chǎn)業(yè)增加值為[X]億元，占比[X]%；第三產(chǎn)業(yè)增加值為[X]億元，占比[X]%。工業(yè)是該區(qū)間經(jīng)濟(jì)增長的主要驅(qū)動(dòng)力，以制造業(yè)和采礦業(yè)為主導(dǎo)，形成了較為完整的工業(yè)體系。同時(shí)，隨著城市化進(jìn)程的加速，服務(wù)業(yè)也呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢，特別是旅游業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)等領(lǐng)域，為經(jīng)濟(jì)增長注入了新的活力。然而，與發(fā)達(dá)地區(qū)相比，該區(qū)間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平仍存在一定差距，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步優(yōu)化升級(jí)，尤其是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平相對較低，對經(jīng)濟(jì)增長的貢獻(xiàn)率有待提高。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，淮河流域王蚌區(qū)間是我國重要的糧食生產(chǎn)基地，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模較大。該區(qū)間耕地面積約為[X]萬畝，其中水田面積占[X]%，旱地面積占[X]%。主要農(nóng)作物包括小麥、水稻、玉米、大豆等，其中小麥和水稻的種植面積最大，分別占耕地總面積的[X]%和[X]%。近年來，隨著農(nóng)業(yè)科技的不斷進(jìn)步和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)逐漸優(yōu)化，經(jīng)濟(jì)作物的種植面積有所增加，如蔬菜、水果等，其種植面積占耕地總面積的比例從過去的[X]%提高到了現(xiàn)在的[X]%。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，化肥和農(nóng)藥的使用量較大，這在一定程度上保障了農(nóng)作物的產(chǎn)量，但也帶來了農(nóng)業(yè)面源污染問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該區(qū)間化肥施用量平均每年達(dá)到[X]萬噸，農(nóng)藥使用量為[X]萬噸，部分地區(qū)存在化肥和農(nóng)藥過量使用的現(xiàn)象，導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降，水體污染加重。除了種植業(yè)，該區(qū)間的養(yǎng)殖業(yè)也較為發(fā)達(dá)。畜禽養(yǎng)殖以豬、牛、羊、家禽為主，其中生豬存欄量達(dá)到[X]萬頭，牛存欄量為[X]萬頭，羊存欄量[X]萬只，家禽存欄量[X]萬羽。隨著市場需求的增長，養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，養(yǎng)殖方式也逐漸從傳統(tǒng)的分散養(yǎng)殖向規(guī)?；?、集約化養(yǎng)殖轉(zhuǎn)變。然而，規(guī)?；B(yǎng)殖帶來的畜禽養(yǎng)殖廢棄物排放問題日益突出，這些廢棄物中含有大量的有機(jī)物、氮、磷等污染物，如果未經(jīng)有效處理直接排放，將對周邊水體和土壤環(huán)境造成嚴(yán)重污染。據(jù)估算，該區(qū)間每年畜禽養(yǎng)殖廢棄物產(chǎn)生量達(dá)到[X]萬噸，其中只有部分得到了綜合利用，仍有相當(dāng)一部分未經(jīng)處理直接排放，對環(huán)境造成了較大壓力。2.3水資源與水環(huán)境現(xiàn)狀淮河流域王蚌區(qū)間水資源豐富，是支撐區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的重要基礎(chǔ)。該區(qū)間水資源總量約為[X]億立方米，主要由地表水資源和地下水資源組成。地表水資源量約為[X]億立方米，主要來源于降水形成的地表徑流以及淮河干流的過境水?；春幼鳛槲覈叽蠼又?，在該區(qū)間的多年平均徑流量約為[X]億立方米，為區(qū)域提供了重要的水資源保障。地下水資源量約為[X]億立方米，主要儲(chǔ)存于第四系松散含水層和基巖裂隙含水層中，是該區(qū)間居民生活和農(nóng)業(yè)灌溉的重要水源之一。然而，該區(qū)間水資源分布存在明顯的時(shí)空差異。在空間上，水資源分布與地形地貌和降水分布密切相關(guān)。南部山區(qū)由于地形起伏較大，降水較多，地表徑流豐富，水資源相對較為充足；而北部平原地區(qū)地勢平坦，降水相對較少，且蒸發(fā)量大，水資源相對短缺。這種空間分布不均導(dǎo)致了區(qū)域內(nèi)水資源供需矛盾突出，部分地區(qū)存在用水緊張的問題。在時(shí)間上，水資源分布受降水季節(jié)變化的影響顯著。夏季降水集中，地表徑流量大，水資源相對豐富；而冬季降水較少，地表徑流量小，水資源相對匱乏。降水的年際變化也較大，豐水年和枯水年的水資源量相差可達(dá)數(shù)倍，這給水資源的合理開發(fā)利用和管理帶來了很大挑戰(zhàn)。近年來，隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人口的增長，淮河流域王蚌區(qū)間的水環(huán)境質(zhì)量面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，該區(qū)間部分水體存在不同程度的污染，主要污染物包括化學(xué)需氧量（COD）、氨氮、總磷、總氮等。這些污染物的超標(biāo)導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化、水質(zhì)惡化，對水生態(tài)系統(tǒng)和人類健康造成了嚴(yán)重威脅。例如，在一些河流和湖泊中，由于氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的過量排放，導(dǎo)致藻類大量繁殖，形成水華現(xiàn)象，不僅破壞了水生態(tài)系統(tǒng)的平衡，還影響了水體的景觀和使用功能。農(nóng)業(yè)面源污染在淮河流域王蚌區(qū)間水環(huán)境問題中占據(jù)重要地位。該區(qū)間是我國重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)頻繁，農(nóng)藥、化肥的大量使用以及畜禽養(yǎng)殖廢棄物的排放，使得農(nóng)業(yè)面源污染成為水體污染的主要來源之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該區(qū)間每年因農(nóng)業(yè)面源污染排放的化學(xué)需氧量約為[X]萬噸，氨氮約為[X]萬噸，總磷約為[X]萬噸，總氮約為[X]萬噸。這些污染物通過地表徑流、淋溶等方式進(jìn)入水體，對水環(huán)境質(zhì)量造成了嚴(yán)重影響。此外，農(nóng)村生活污水和垃圾的無序排放也是農(nóng)業(yè)面源污染的重要組成部分，進(jìn)一步加劇了水環(huán)境的惡化。三、農(nóng)業(yè)面源污染相關(guān)理論與方法3.1農(nóng)業(yè)面源污染的概念與特點(diǎn)農(nóng)業(yè)面源污染是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，農(nóng)藥、化肥、畜禽糞便、農(nóng)田廢棄物等污染物，通過地表徑流、農(nóng)田排水、地下滲漏等途徑，從非特定的地域，在降水和徑流沖刷作用下，進(jìn)入水體、土壤和大氣等環(huán)境介質(zhì)，從而對生態(tài)環(huán)境造成的污染。與點(diǎn)源污染不同，農(nóng)業(yè)面源污染沒有明確的排污口，其污染來源廣泛且分散，難以進(jìn)行集中監(jiān)測和控制。農(nóng)業(yè)面源污染具有以下顯著特點(diǎn)：分散性：農(nóng)業(yè)面源污染的來源極為分散，涵蓋了廣大的農(nóng)村地區(qū)以及各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。農(nóng)田、果園、養(yǎng)殖場、農(nóng)村居民點(diǎn)等都是潛在的污染源，它們分布在不同的地理位置，面積廣闊且分散，不像工業(yè)點(diǎn)源污染那樣集中在特定的區(qū)域和設(shè)施中。在淮河流域王蚌區(qū)間，眾多分散的農(nóng)田和畜禽養(yǎng)殖場遍布各地，其產(chǎn)生的污染物通過不同的途徑進(jìn)入環(huán)境，使得污染的發(fā)生和擴(kuò)散范圍廣泛，難以確定具體的污染源頭和污染路徑。隨機(jī)性：農(nóng)業(yè)面源污染的發(fā)生受到多種因素的影響，具有很強(qiáng)的隨機(jī)性。氣象條件，如降水、氣溫、風(fēng)力等，對污染物的產(chǎn)生和遷移有著重要作用。在降雨量大且集中的時(shí)期，地表徑流增大，會(huì)將農(nóng)田中的農(nóng)藥、化肥等污染物大量帶入水體，導(dǎo)致污染事件的發(fā)生。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的時(shí)間和方式也具有不確定性，不同農(nóng)戶的施肥、施藥時(shí)間和用量各不相同，畜禽養(yǎng)殖廢棄物的排放也沒有固定的規(guī)律，這使得農(nóng)業(yè)面源污染的發(fā)生難以預(yù)測和控制。在王蚌區(qū)間，不同年份和季節(jié)的降水差異較大，農(nóng)民的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)也缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染的發(fā)生時(shí)間和污染程度具有很大的隨機(jī)性。不易監(jiān)測性：由于農(nóng)業(yè)面源污染的分散性和隨機(jī)性，使得對其進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的監(jiān)測面臨諸多困難。傳統(tǒng)的監(jiān)測方法難以覆蓋廣大的農(nóng)村地區(qū)和復(fù)雜的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)場景，無法及時(shí)獲取污染信息。此外，農(nóng)業(yè)面源污染的污染物種類繁多，成分復(fù)雜，不同污染物在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化過程也各不相同，增加了監(jiān)測的難度。在王蚌區(qū)間，要對分散在各地的農(nóng)田和養(yǎng)殖場進(jìn)行全面監(jiān)測，需要投入大量的人力、物力和財(cái)力，且監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和代表性也難以保證。滯后性：農(nóng)業(yè)面源污染對環(huán)境的影響往往不是立即顯現(xiàn)的，而是存在一定的滯后性。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的農(nóng)藥、化肥等污染物，會(huì)在土壤中逐漸積累，經(jīng)過一段時(shí)間后才會(huì)通過地表徑流、淋溶等方式進(jìn)入水體，對水環(huán)境造成污染。這種滯后性使得人們難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)農(nóng)業(yè)面源污染的危害，從而延誤了治理的時(shí)機(jī)。在王蚌區(qū)間，過去長期不合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式導(dǎo)致土壤中積累了大量的污染物，近年來隨著水環(huán)境質(zhì)量的逐漸惡化，才引起人們對農(nóng)業(yè)面源污染問題的關(guān)注，但此時(shí)污染已經(jīng)對生態(tài)環(huán)境造成了一定的破壞。復(fù)雜性：農(nóng)業(yè)面源污染涉及多個(gè)方面，包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程、農(nóng)村生活方式、自然地理?xiàng)l件等，其污染過程和影響因素非常復(fù)雜。不同的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生不同類型的污染物，這些污染物之間還可能發(fā)生相互作用，進(jìn)一步增加了污染的復(fù)雜性。自然地理?xiàng)l件，如地形、土壤、氣候等，也會(huì)對污染物的遷移轉(zhuǎn)化和擴(kuò)散產(chǎn)生影響。在王蚌區(qū)間，復(fù)雜的地形地貌和多樣的氣候條件，使得農(nóng)業(yè)面源污染的形成和傳播過程更加復(fù)雜，治理難度也更大。3.2主要污染物及來源淮河流域王蚌區(qū)間農(nóng)業(yè)面源污染的主要污染物包括氮、磷、有機(jī)物以及農(nóng)藥殘留等，這些污染物對區(qū)域水環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重威脅。氮素是農(nóng)業(yè)面源污染中的重要污染物之一，主要以硝態(tài)氮（NO_3^--N）和銨態(tài)氮（NH_4^+-N）的形式存在。硝態(tài)氮具有較強(qiáng)的溶解性和遷移性，容易隨著地表徑流和淋溶作用進(jìn)入水體，導(dǎo)致水體中硝態(tài)氮含量升高，引發(fā)水體富營養(yǎng)化等問題。銨態(tài)氮?jiǎng)t在一定條件下會(huì)轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，同樣會(huì)對水體環(huán)境產(chǎn)生不良影響。在王蚌區(qū)間，農(nóng)田中過量施用的氮肥是氮素污染的主要來源之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該區(qū)間每年氮肥施用量平均達(dá)到[X]萬噸，其中約有[X]%的氮肥未被農(nóng)作物吸收利用，而是通過地表徑流、淋溶等途徑進(jìn)入水體和土壤環(huán)境。此外，畜禽養(yǎng)殖廢棄物中也含有大量的氮素，如豬糞中氮含量約為[X]%，牛糞中氮含量約為[X]%。這些畜禽養(yǎng)殖廢棄物若未經(jīng)有效處理直接排放，會(huì)導(dǎo)致大量氮素進(jìn)入環(huán)境，加重農(nóng)業(yè)面源污染。磷素也是農(nóng)業(yè)面源污染的關(guān)鍵污染物，主要以正磷酸鹽（PO_4^{3-}）的形式存在。磷在水體中是一種重要的營養(yǎng)物質(zhì)，但當(dāng)水體中磷含量過高時(shí)，會(huì)引發(fā)藻類等水生生物的過度繁殖，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，破壞水生態(tài)系統(tǒng)的平衡。在王蚌區(qū)間，磷肥的不合理使用是磷素污染的主要原因。該區(qū)間每年磷肥施用量約為[X]萬噸，部分地區(qū)存在磷肥過量施用的現(xiàn)象，使得土壤中磷素大量積累。據(jù)研究，土壤中磷素的累積量與地表徑流中磷的流失量呈正相關(guān)關(guān)系，當(dāng)土壤中磷素含量超過一定閾值時(shí)，地表徑流中磷的流失量會(huì)顯著增加。此外，畜禽養(yǎng)殖廢棄物和農(nóng)村生活污水中也含有一定量的磷素，也是磷素污染的重要來源。有機(jī)物是農(nóng)業(yè)面源污染的另一類重要污染物，主要包括化學(xué)需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）等。這些有機(jī)物進(jìn)入水體后，會(huì)在微生物的作用下分解消耗水中的溶解氧，導(dǎo)致水體缺氧，影響水生生物的生存和繁殖。在王蚌區(qū)間，畜禽養(yǎng)殖廢棄物和農(nóng)村生活污水中含有大量的有機(jī)物。例如，畜禽養(yǎng)殖廢水中的化學(xué)需氧量濃度可高達(dá)數(shù)千毫克/升，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國家排放標(biāo)準(zhǔn)。農(nóng)村生活污水中也含有豐富的有機(jī)物，如人體排泄物、洗滌廢水等，由于該區(qū)間農(nóng)村生活污水處理設(shè)施不完善，大部分生活污水未經(jīng)處理直接排放，對水環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。農(nóng)藥殘留是農(nóng)業(yè)面源污染中不容忽視的污染物。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，為了防治病蟲害，農(nóng)民廣泛使用農(nóng)藥。然而，部分農(nóng)藥具有較強(qiáng)的毒性和殘留性，在環(huán)境中難以降解，會(huì)長期存在于土壤、水體和農(nóng)產(chǎn)品中，對生態(tài)環(huán)境和人體健康構(gòu)成潛在威脅。在王蚌區(qū)間，常用的農(nóng)藥種類包括有機(jī)磷農(nóng)藥、有機(jī)氯農(nóng)藥、擬除蟲菊酯類農(nóng)藥等。這些農(nóng)藥在使用過程中，部分會(huì)直接進(jìn)入水體和土壤，部分則會(huì)通過揮發(fā)、漂移等方式進(jìn)入大氣環(huán)境，隨后又通過降水等途徑進(jìn)入水體和土壤。據(jù)監(jiān)測，該區(qū)間部分水體和土壤中檢測出了多種農(nóng)藥殘留，如滴滴涕（DDT）、六六六（BHC）等有機(jī)氯農(nóng)藥，雖然這些農(nóng)藥已被禁止使用多年，但由于其殘留期長，仍然對環(huán)境產(chǎn)生著影響。農(nóng)業(yè)面源污染的來源廣泛，主要包括化肥、農(nóng)藥的不合理使用，畜禽養(yǎng)殖廢棄物的排放，以及農(nóng)村生活污水和垃圾的隨意處置等。在化肥使用方面，農(nóng)民為了追求農(nóng)作物高產(chǎn)，往往過量施用化肥，且施肥方式不合理，導(dǎo)致化肥利用率低下，大量化肥流失到環(huán)境中。在王蚌區(qū)間，部分農(nóng)民在施肥時(shí)不考慮土壤肥力和農(nóng)作物的實(shí)際需求，盲目增加化肥施用量，使得化肥的平均施用量超過了全國平均水平的[X]%。在農(nóng)藥使用方面，存在農(nóng)藥品種選擇不當(dāng)、施藥時(shí)間不合理、施藥方法不科學(xué)等問題，導(dǎo)致農(nóng)藥的有效利用率較低，大量農(nóng)藥殘留于環(huán)境中。部分農(nóng)民為了快速控制病蟲害，選擇高毒、高殘留的農(nóng)藥，且不按照規(guī)定的劑量和時(shí)間施藥，不僅對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全造成威脅，也加重了農(nóng)業(yè)面源污染。畜禽養(yǎng)殖廢棄物的排放是農(nóng)業(yè)面源污染的重要來源之一。隨著王蚌區(qū)間養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，畜禽養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴(kuò)大，養(yǎng)殖廢棄物的產(chǎn)生量也日益增加。然而，由于養(yǎng)殖廢棄物處理設(shè)施不完善，大部分廢棄物未經(jīng)有效處理直接排放到環(huán)境中。畜禽養(yǎng)殖廢棄物中含有大量的有機(jī)物、氮、磷、病原體等污染物，會(huì)對土壤、水體和空氣造成污染。例如，畜禽糞便中的有機(jī)物在分解過程中會(huì)產(chǎn)生氨氣、硫化氫等有害氣體，不僅污染空氣，還會(huì)對周邊居民的健康造成影響。此外，畜禽養(yǎng)殖廢水中的污染物濃度高，若直接排放到河流、湖泊等水體中，會(huì)導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，引發(fā)水華等環(huán)境問題。農(nóng)村生活污水和垃圾的隨意處置也是農(nóng)業(yè)面源污染的重要因素。在王蚌區(qū)間，農(nóng)村地區(qū)的生活污水和垃圾處理設(shè)施建設(shè)相對滯后，大部分農(nóng)村居民缺乏環(huán)保意識(shí)，將生活污水直接排放到附近的河流、溝渠中，生活垃圾隨意堆放。農(nóng)村生活污水中含有大量的有機(jī)物、氮、磷等污染物，以及洗滌劑中的磷等物質(zhì)，會(huì)對水體造成污染。生活垃圾中的塑料、紙張、金屬等廢棄物，不僅占用土地資源，還會(huì)在自然環(huán)境中難以降解，對土壤和水體造成長期污染。同時(shí)，垃圾中的有害物質(zhì)還可能通過雨水淋溶等方式進(jìn)入水體，進(jìn)一步加劇農(nóng)業(yè)面源污染。3.3污染負(fù)荷計(jì)算方法準(zhǔn)確計(jì)算農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷對于評估其對水環(huán)境的影響至關(guān)重要，目前常用的計(jì)算方法包括水文分析法、輸出系數(shù)法和模型模擬法等，每種方法都有其獨(dú)特的原理、適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。水文分析法是一種基于水文監(jiān)測數(shù)據(jù)的計(jì)算方法，主要通過對流域內(nèi)的降水、徑流、蒸發(fā)等水文要素進(jìn)行長期監(jiān)測和分析，利用水量平衡原理來估算農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷。該方法的基本原理是，在一個(gè)封閉的流域系統(tǒng)中，降水是輸入，徑流和蒸發(fā)是輸出，污染物隨著徑流進(jìn)入水體，通過監(jiān)測降水和徑流的水量以及其中污染物的濃度，就可以計(jì)算出污染負(fù)荷。其計(jì)算公式為：L=C\timesQ，其中L表示污染負(fù)荷，C表示污染物濃度，Q表示徑流量。水文分析法的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)來源直接，計(jì)算結(jié)果相對準(zhǔn)確，能夠反映污染物在實(shí)際水文條件下的遷移轉(zhuǎn)化情況。然而，該方法需要大量的水文監(jiān)測數(shù)據(jù)，監(jiān)測成本較高，且對監(jiān)測站點(diǎn)的布局和密度要求較高，在數(shù)據(jù)缺乏的地區(qū)難以應(yīng)用。此外，該方法無法考慮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)和土地利用等因素對污染負(fù)荷的影響，具有一定的局限性。輸出系數(shù)法是一種基于經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算方法，通過對不同土地利用類型、畜禽養(yǎng)殖種類和數(shù)量等因素進(jìn)行分析，確定各類污染源的污染物輸出系數(shù)，進(jìn)而估算農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷。其核心是測算每個(gè)計(jì)算單元（人、畜禽和單位土地面積）的污染物產(chǎn)生量，將每個(gè)計(jì)算單元的平均污染物產(chǎn)生量與總量相乘，估算研究范圍內(nèi)非點(diǎn)源污染的潛在產(chǎn)生量。經(jīng)典的Johnes輸出系數(shù)模型為：L_j=\sum_{i=1}^{m}E_{ij}A_i+P，其中L_j為污染物j在流域的總負(fù)荷量（kg/hm^2/a），i為流域中的土地利用類型，共m種，E_{ij}為污染物j在第i種土地利用類型中的輸出系數(shù)（kg/hm^2）或第i種牲畜每頭排泄系數(shù)（kg/a）或人口每人輸出系數(shù)（kg/a），A_i為流域中第i種土地利用類型的面積（hm^2）或第i種牲畜數(shù)量（頭）或人口數(shù)量（人），P為由降雨輸入的污染物總量（kg/hm^2/a）。輸出系數(shù)法的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，數(shù)據(jù)獲取相對容易，不需要復(fù)雜的監(jiān)測設(shè)備和大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)有限的情況下也能進(jìn)行污染負(fù)荷估算。該方法能夠綜合考慮不同污染源的貢獻(xiàn)，對不同類型的農(nóng)業(yè)面源污染進(jìn)行量化分析。然而，輸出系數(shù)法是基于經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立的，輸出系數(shù)的準(zhǔn)確性受到研究區(qū)域的自然條件、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式等多種因素的影響，不同地區(qū)的輸出系數(shù)可能存在較大差異，在應(yīng)用時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)整。該方法也無法準(zhǔn)確反映污染物在復(fù)雜環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化過程，對于一些動(dòng)態(tài)變化的因素考慮不足。模型模擬法是利用數(shù)學(xué)模型對農(nóng)業(yè)面源污染的產(chǎn)生、遷移和轉(zhuǎn)化過程進(jìn)行模擬，從而估算污染負(fù)荷的方法。常用的模型有SWAT模型（SoilandWaterAssessmentTool）、AnnAGNPS模型（AnnualizedAgriculturalNon-PointSourcePollutionModel）等。以SWAT模型為例，它是一個(gè)具有很強(qiáng)物理機(jī)制的長時(shí)段的流域分布式水文模型，能夠利用GIS和RS提供的空間數(shù)據(jù)信息，模擬復(fù)雜大流域中多種不同的水文物理過程，包括水、沙、化學(xué)物質(zhì)和殺蟲劑的輸移與轉(zhuǎn)化過程。該模型將流域劃分為多個(gè)子流域，每個(gè)子流域又進(jìn)一步劃分為多個(gè)水文響應(yīng)單元，通過對每個(gè)單元內(nèi)的水文、土壤、植被、農(nóng)業(yè)管理等過程進(jìn)行模擬，來預(yù)測污染物的產(chǎn)生和遷移。模型模擬法的優(yōu)點(diǎn)是能夠全面考慮農(nóng)業(yè)面源污染的復(fù)雜過程，包括污染物在土壤、水體和大氣中的遷移轉(zhuǎn)化，以及不同因素之間的相互作用。它可以模擬不同情景下的污染負(fù)荷變化，為污染治理和管理提供科學(xué)依據(jù)。此外，模型模擬法能夠利用先進(jìn)的地理信息技術(shù)和遙感數(shù)據(jù)，提高模擬的精度和效率。然而，模型模擬法需要大量的輸入數(shù)據(jù)，包括地形、土壤、氣象、土地利用等多方面的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)收集和整理工作較為繁瑣。模型的參數(shù)設(shè)置和校準(zhǔn)也需要一定的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，模型的準(zhǔn)確性依賴于參數(shù)的合理性和數(shù)據(jù)的質(zhì)量。如果輸入數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或參數(shù)設(shè)置不合理，可能導(dǎo)致模擬結(jié)果偏差較大。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)研究區(qū)域的特點(diǎn)、數(shù)據(jù)的可獲取性以及研究目的等因素，選擇合適的污染負(fù)荷計(jì)算方法。對于數(shù)據(jù)豐富、水文條件較為簡單的區(qū)域，可以采用水文分析法；對于數(shù)據(jù)有限、需要快速估算污染負(fù)荷的情況，輸出系數(shù)法是一種較為合適的選擇；而對于需要深入了解農(nóng)業(yè)面源污染過程、進(jìn)行情景分析和預(yù)測的研究，則可以采用模型模擬法。也可以將多種方法結(jié)合使用，相互驗(yàn)證和補(bǔ)充，以提高污染負(fù)荷計(jì)算的準(zhǔn)確性和可靠性。3.4SWAT模型原理與應(yīng)用SWAT模型，即SoilandWaterAssessmentTool，是一款基于過程的分布式水文模型，在農(nóng)業(yè)面源污染模擬等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊密圍繞流域水文循環(huán)和物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化過程，具備強(qiáng)大的模擬功能，能夠綜合考慮多種復(fù)雜因素對農(nóng)業(yè)面源污染的影響。從結(jié)構(gòu)上看，SWAT模型將流域劃分為多個(gè)子流域，每個(gè)子流域又進(jìn)一步細(xì)分為多個(gè)水文響應(yīng)單元（HRUs）。這種劃分方式充分考慮了流域內(nèi)土地利用、土壤類型、地形地貌等空間異質(zhì)性因素對水文過程和污染物遷移的影響。在每個(gè)水文響應(yīng)單元內(nèi)，模型對降水、蒸發(fā)蒸騰、地表徑流、土壤水分運(yùn)動(dòng)、地下水補(bǔ)給等水文過程進(jìn)行詳細(xì)模擬。降水首先被植被截留一部分，剩余部分形成地表徑流或下滲進(jìn)入土壤。下滲的水分在土壤中會(huì)經(jīng)歷再分配，一部分被植物根系吸收，一部分補(bǔ)充地下水，還有一部分會(huì)以壤中流的形式匯入河流。通過對這些過程的模擬，能夠準(zhǔn)確計(jì)算出每個(gè)單元的水量平衡，為后續(xù)的污染物遷移模擬提供基礎(chǔ)。在農(nóng)業(yè)面源污染模擬中，SWAT模型的原理基于對污染物產(chǎn)生、遷移和轉(zhuǎn)化過程的物理描述。對于氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的模擬，模型考慮了化肥、有機(jī)肥的施用，以及土壤中原有養(yǎng)分的釋放。化肥和有機(jī)肥施入農(nóng)田后，一部分被農(nóng)作物吸收利用，一部分會(huì)隨著地表徑流、淋溶等過程進(jìn)入水體。在土壤中，氮素會(huì)發(fā)生硝化、反硝化等轉(zhuǎn)化過程，影響其在土壤中的存在形態(tài)和遷移能力。磷素則主要與土壤顆粒結(jié)合，通過地表徑流和土壤侵蝕進(jìn)入水體。對于農(nóng)藥的模擬，模型考慮了農(nóng)藥的施用方式、施用量、降解速率以及在土壤和水體中的吸附解吸過程。農(nóng)藥施用于農(nóng)田后，會(huì)在土壤表面和土壤孔隙中分布，一部分會(huì)隨著地表徑流進(jìn)入水體，一部分會(huì)被土壤吸附，還有一部分會(huì)在微生物和光解等作用下降解。通過對這些過程的模擬，SWAT模型能夠預(yù)測不同情景下農(nóng)業(yè)面源污染物的負(fù)荷和濃度變化。與其他農(nóng)業(yè)面源污染模擬模型相比，SWAT模型具有顯著的優(yōu)勢。它能夠利用GIS（地理信息系統(tǒng)）和RS（遙感）提供的空間數(shù)據(jù)信息，直觀地展示流域內(nèi)各種地理要素的分布和變化，提高模型的可視化程度和模擬精度。通過GIS技術(shù)，可以將地形、土壤、土地利用等數(shù)據(jù)導(dǎo)入模型，準(zhǔn)確地確定子流域和水文響應(yīng)單元的邊界和屬性。RS技術(shù)則可以提供實(shí)時(shí)的植被覆蓋、土地利用變化等信息，為模型的動(dòng)態(tài)模擬提供數(shù)據(jù)支持。SWAT模型具有很強(qiáng)的物理機(jī)制，能夠真實(shí)地反映水文循環(huán)和污染物遷移轉(zhuǎn)化的過程，模擬結(jié)果具有較高的可靠性和可信度。該模型還可以模擬不同土地利用方式、農(nóng)業(yè)管理措施和氣候變化等情景下的農(nóng)業(yè)面源污染情況，為制定科學(xué)合理的污染治理策略提供有力的決策支持。通過設(shè)置不同的施肥量、灌溉方式、種植制度等參數(shù)，模擬分析這些因素對農(nóng)業(yè)面源污染的影響，從而為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)化提供依據(jù)。在國內(nèi)外，SWAT模型已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)面源污染研究。在國外，許多學(xué)者利用SWAT模型對不同流域的農(nóng)業(yè)面源污染進(jìn)行了模擬和分析。例如，在密西西比河流域，研究人員運(yùn)用SWAT模型評估了農(nóng)業(yè)活動(dòng)對水體中氮、磷污染的貢獻(xiàn)，通過模擬不同農(nóng)業(yè)管理措施下的污染負(fù)荷變化，為流域的水污染治理提供了科學(xué)依據(jù)。在歐洲的一些流域，SWAT模型被用于研究氣候變化對農(nóng)業(yè)面源污染的影響，預(yù)測未來氣候條件下農(nóng)業(yè)面源污染的發(fā)展趨勢，為制定適應(yīng)性的污染防治策略提供參考。在國內(nèi)，SWAT模型也在多個(gè)流域得到了應(yīng)用。在太湖流域，相關(guān)研究利用SWAT模型分析了農(nóng)業(yè)面源污染對湖泊水質(zhì)的影響，通過模擬不同污染源的貢獻(xiàn)，提出了針對性的污染治理措施。在滇池流域，研究人員運(yùn)用SWAT模型評估了農(nóng)業(yè)面源污染的時(shí)空分布特征，為滇池的水污染治理提供了數(shù)據(jù)支持。這些應(yīng)用案例表明，SWAT模型在農(nóng)業(yè)面源污染模擬和治理方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值，能夠?yàn)榱饔虻乃h(huán)境管理和可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。四、數(shù)據(jù)收集與模型構(gòu)建4.1數(shù)據(jù)收集與整理本研究圍繞淮河流域王蚌區(qū)間農(nóng)業(yè)面源污染展開，收集了多源數(shù)據(jù)并進(jìn)行整理，以確保數(shù)據(jù)的全面性、準(zhǔn)確性和可用性，為后續(xù)的模型構(gòu)建和分析提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。土地利用數(shù)據(jù)：從當(dāng)?shù)貒临Y源部門和地理信息數(shù)據(jù)庫獲取了淮河流域王蚌區(qū)間2020-2023年的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)精度達(dá)到30米分辨率。這些數(shù)據(jù)涵蓋了耕地、林地、草地、建設(shè)用地、水域等多種土地利用類型，詳細(xì)記錄了各類土地的分布范圍和面積信息。通過對這些數(shù)據(jù)的分析，可以了解該區(qū)間土地利用的空間格局和動(dòng)態(tài)變化，明確不同土地利用類型在農(nóng)業(yè)面源污染中的作用。在研究過程中，發(fā)現(xiàn)耕地面積在過去幾年呈現(xiàn)出一定的波動(dòng)，部分地區(qū)由于城市化進(jìn)程的推進(jìn)，耕地被建設(shè)用地所占用；而在一些生態(tài)保護(hù)區(qū)域，通過土地整治和生態(tài)修復(fù)，林地和草地面積有所增加。這些變化對農(nóng)業(yè)面源污染的產(chǎn)生和傳輸產(chǎn)生了重要影響，為深入研究土地利用與農(nóng)業(yè)面源污染的關(guān)系提供了數(shù)據(jù)支持。氣象數(shù)據(jù)：為了準(zhǔn)確模擬農(nóng)業(yè)面源污染過程，收集了淮河流域王蚌區(qū)間多個(gè)氣象站點(diǎn)2010-2023年的氣象數(shù)據(jù)，包括降水量、降水強(qiáng)度、氣溫、蒸發(fā)量、風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)等。這些氣象數(shù)據(jù)對于理解污染物的遷移轉(zhuǎn)化過程至關(guān)重要，因?yàn)榻邓俏廴疚镞M(jìn)入水體的主要驅(qū)動(dòng)力之一，而氣溫、蒸發(fā)量等因素則會(huì)影響污染物在土壤和水體中的擴(kuò)散和降解。降水量的大小和分布直接影響地表徑流的產(chǎn)生和強(qiáng)度，進(jìn)而影響農(nóng)業(yè)面源污染物的沖刷和傳輸。通過對氣象數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)該區(qū)間降水量存在明顯的季節(jié)性和年際變化，夏季降水量較大，且多暴雨天氣，這使得夏季成為農(nóng)業(yè)面源污染的高發(fā)期。而氣溫和蒸發(fā)量的變化也會(huì)影響土壤水分的蒸發(fā)和作物的蒸騰作用，進(jìn)而影響土壤中污染物的濃度和遷移能力。土壤數(shù)據(jù)：土壤數(shù)據(jù)是研究農(nóng)業(yè)面源污染的重要基礎(chǔ)，本研究從當(dāng)?shù)赝寥榔詹橘Y料和相關(guān)科研機(jī)構(gòu)獲取了淮河流域王蚌區(qū)間的土壤類型、質(zhì)地、孔隙度、有機(jī)質(zhì)含量、pH值、氮磷鉀含量等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)反映了土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)，對于理解污染物在土壤中的吸附、解吸、遷移和轉(zhuǎn)化過程具有重要意義。不同土壤類型和質(zhì)地對污染物的吸附和傳輸能力不同，例如，黏土質(zhì)地的土壤由于其顆粒細(xì)小，比表面積大，對污染物的吸附能力較強(qiáng)，而砂土質(zhì)地的土壤則相反。土壤中的有機(jī)質(zhì)含量和pH值也會(huì)影響污染物的存在形態(tài)和活性，進(jìn)而影響其在土壤和水體中的遷移轉(zhuǎn)化。通過對土壤數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)該區(qū)間部分地區(qū)土壤中氮磷含量較高，這與長期過量施用化肥有關(guān)，增加了農(nóng)業(yè)面源污染的風(fēng)險(xiǎn)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)：詳細(xì)收集了淮河流域王蚌區(qū)間的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，包括農(nóng)作物種植面積、種植品種、種植制度、化肥施用量、農(nóng)藥使用量、畜禽養(yǎng)殖種類、養(yǎng)殖規(guī)模、養(yǎng)殖密度等。這些數(shù)據(jù)直接反映了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)對環(huán)境的影響，是研究農(nóng)業(yè)面源污染的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。在農(nóng)作物種植方面，不同的種植品種和種植制度對化肥和農(nóng)藥的需求不同，從而影響農(nóng)業(yè)面源污染的產(chǎn)生。在畜禽養(yǎng)殖方面，養(yǎng)殖規(guī)模和密度的增加會(huì)導(dǎo)致畜禽養(yǎng)殖廢棄物的大量產(chǎn)生，如果處理不當(dāng)，會(huì)對周邊環(huán)境造成嚴(yán)重污染。通過對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)該區(qū)間部分地區(qū)存在化肥和農(nóng)藥過量使用的現(xiàn)象，畜禽養(yǎng)殖廢棄物的處理率較低，這些問題都加劇了農(nóng)業(yè)面源污染的程度。水文數(shù)據(jù)：從當(dāng)?shù)厮块T和水文監(jiān)測站點(diǎn)獲取了淮河流域王蚌區(qū)間主要河流和湖泊的水位、流量、流速、水質(zhì)等水文數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)對于了解污染物在水體中的遷移和擴(kuò)散規(guī)律至關(guān)重要，是驗(yàn)證和校準(zhǔn)模型的重要依據(jù)。水位和流量的變化會(huì)影響水體的稀釋能力和污染物的傳輸速度，而水質(zhì)數(shù)據(jù)則直接反映了水體中污染物的濃度和種類。通過對水文數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)該區(qū)間部分河流和湖泊的水質(zhì)受到農(nóng)業(yè)面源污染的影響，主要污染物為氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化問題較為嚴(yán)重。社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)：收集了淮河流域王蚌區(qū)間的人口數(shù)量、人口密度、GDP、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以幫助分析社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與農(nóng)業(yè)面源污染之間的關(guān)系，為制定針對性的污染治理策略提供參考。人口數(shù)量和密度的增加會(huì)導(dǎo)致對農(nóng)產(chǎn)品的需求增加，從而促使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，可能會(huì)加劇農(nóng)業(yè)面源污染。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整也會(huì)對農(nóng)業(yè)面源污染產(chǎn)生影響，例如，工業(yè)的發(fā)展可能會(huì)導(dǎo)致土地利用的變化，進(jìn)而影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)和農(nóng)業(yè)面源污染的產(chǎn)生。通過對社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)該區(qū)間經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與農(nóng)業(yè)面源污染之間存在一定的相關(guān)性，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)面源污染問題也日益突出。在數(shù)據(jù)收集過程中，嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性。對于不同來源的數(shù)據(jù)，進(jìn)行了一致性和完整性檢查，對缺失和異常數(shù)據(jù)進(jìn)行了合理的處理。對于缺失的氣象數(shù)據(jù)，采用插值法進(jìn)行補(bǔ)充；對于異常的土壤數(shù)據(jù)，進(jìn)行了實(shí)地驗(yàn)證和修正。運(yùn)用地理信息系統(tǒng)（GIS）和統(tǒng)計(jì)分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，將各類數(shù)據(jù)進(jìn)行空間化和數(shù)字化處理，建立了淮河流域王蚌區(qū)間農(nóng)業(yè)面源污染數(shù)據(jù)庫。通過GIS技術(shù)，可以直觀地展示土地利用、土壤類型、氣象要素等數(shù)據(jù)的空間分布特征，為后續(xù)的模型構(gòu)建和分析提供了便利。統(tǒng)計(jì)分析軟件則用于對數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)、相關(guān)性分析等，挖掘數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在關(guān)系，為研究提供了數(shù)據(jù)支持。4.2基于SWAT模型的王蚌區(qū)間水環(huán)境模擬模型構(gòu)建4.2.1模型參數(shù)設(shè)置在構(gòu)建基于SWAT模型的淮河流域王蚌區(qū)間水環(huán)境模擬模型時(shí)，合理設(shè)置模型參數(shù)是確保模擬結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。SWAT模型包含眾多參數(shù)，這些參數(shù)涉及水文、土壤、植被、農(nóng)業(yè)管理等多個(gè)方面，其取值直接影響模型對流域水文過程和農(nóng)業(yè)面源污染的模擬精度。在水文參數(shù)方面，SCS徑流曲線數(shù)（CN2）是影響地表徑流的重要參數(shù)，它綜合反映了土壤類型、土地利用和前期土壤濕度等因素對徑流的影響。根據(jù)淮河流域王蚌區(qū)間的土地利用和土壤類型數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)研究成果和當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，對不同土地利用類型的CN2值進(jìn)行了設(shè)定。對于耕地，考慮到其土壤質(zhì)地和耕作方式，將CN2值設(shè)定在70-80之間；林地由于植被覆蓋較好，土壤入滲能力強(qiáng)，CN2值設(shè)定在50-60之間；草地的CN2值則設(shè)定在60-70之間。土壤飽和導(dǎo)水率（SOL_K）決定了土壤中水分的垂直運(yùn)動(dòng)速度，對地下水補(bǔ)給和壤中流的形成有重要影響。通過對該區(qū)間土壤數(shù)據(jù)的分析，確定了不同土壤類型的SOL_K值，取值范圍在1-100之間，單位為毫米/天。地下水再蒸發(fā)系數(shù)（GW_REVAP）和淺層地下水再蒸發(fā)系數(shù)（REVAPMN）影響著地下水的蒸發(fā)和再利用，根據(jù)該區(qū)間的氣象條件和地下水位情況，將GW_REVAP值設(shè)定在0.02-0.1之間，REVAPMN值設(shè)定在0-0.05之間。土壤參數(shù)中，土壤有效含水量（SOL_AWC）反映了土壤能夠儲(chǔ)存和供給植物生長所需水分的能力，對農(nóng)作物生長和土壤水分平衡至關(guān)重要。根據(jù)土壤質(zhì)地和有機(jī)質(zhì)含量，確定了不同土壤類型的SOL_AWC值，取值范圍在0.1-0.4之間。土壤孔隙度（SOL_POR）影響土壤的通氣性和透水性，進(jìn)而影響水分和污染物的遷移，根據(jù)土壤類型和實(shí)測數(shù)據(jù)，將SOL_POR值設(shè)定在0.3-0.5之間。植被參數(shù)方面，葉面積指數(shù)（LAI）是反映植被覆蓋度和生長狀況的重要指標(biāo)，對蒸發(fā)蒸騰和截留降雨有重要影響。根據(jù)該區(qū)間不同植被類型的生長特點(diǎn)和季節(jié)變化，通過實(shí)地觀測和文獻(xiàn)調(diào)研，確定了不同植被類型在不同生長階段的LAI值。對于小麥，在拔節(jié)期LAI值約為3-4，抽穗期達(dá)到4-5；對于林地，LAI值在5-6之間。植被根系深度（ROOT_DEPTH）決定了植物根系對土壤水分和養(yǎng)分的吸收范圍，根據(jù)植被類型和生長特性，將其取值范圍設(shè)定在0.5-2米之間。農(nóng)業(yè)管理參數(shù)中，化肥施用量和施用時(shí)間是影響農(nóng)業(yè)面源污染的關(guān)鍵因素。根據(jù)收集到的淮河流域王蚌區(qū)間農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，詳細(xì)記錄了不同農(nóng)作物的化肥施用量和施用時(shí)間。在小麥種植過程中，一般基肥施用量為每畝20-30千克，追肥施用量為每畝10-15千克，分別在播種期和拔節(jié)期施用。農(nóng)藥使用量和使用時(shí)間也進(jìn)行了準(zhǔn)確記錄，根據(jù)病蟲害發(fā)生情況和農(nóng)藥使用標(biāo)準(zhǔn)，確定了不同農(nóng)藥的使用量和使用時(shí)間。在防治小麥蚜蟲時(shí)，一般使用吡蟲啉等農(nóng)藥，使用量為每畝10-15克，在蚜蟲發(fā)生初期進(jìn)行噴施。在參數(shù)設(shè)置過程中，充分參考了國內(nèi)外相關(guān)研究成果和當(dāng)?shù)氐膶?shí)際觀測數(shù)據(jù)。對于一些難以直接獲取的參數(shù)，采用了敏感性分析方法，確定其對模擬結(jié)果的影響程度，進(jìn)而合理調(diào)整參數(shù)取值。通過敏感性分析發(fā)現(xiàn)，CN2值對地表徑流的模擬結(jié)果影響較大，因此在參數(shù)調(diào)整過程中重點(diǎn)關(guān)注該參數(shù)的取值。也利用了地理信息系統(tǒng)（GIS）和遙感（RS）技術(shù)，將空間數(shù)據(jù)與模型參數(shù)進(jìn)行耦合，提高參數(shù)設(shè)置的準(zhǔn)確性和合理性。利用GIS技術(shù)對土地利用和土壤類型進(jìn)行空間分析，確定不同區(qū)域的參數(shù)取值；利用RS技術(shù)獲取植被覆蓋度和葉面積指數(shù)等信息，為植被參數(shù)的設(shè)置提供依據(jù)。4.2.2模型校準(zhǔn)與驗(yàn)證模型校準(zhǔn)與驗(yàn)證是確?；赟WAT模型的淮河流域王蚌區(qū)間水環(huán)境模擬模型準(zhǔn)確性和可靠性的重要環(huán)節(jié)。通過將模型模擬結(jié)果與實(shí)際觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比和分析，調(diào)整模型參數(shù)，使模型能夠更真實(shí)地反映該區(qū)間的水文過程和農(nóng)業(yè)面源污染情況。在模型校準(zhǔn)階段，選取了淮河流域王蚌區(qū)間內(nèi)具有代表性的水文站點(diǎn)和水質(zhì)監(jiān)測站點(diǎn)，收集了2015-2018年的實(shí)測數(shù)據(jù)，包括日徑流量、月徑流量、水質(zhì)指標(biāo)（如硝態(tài)氮、總磷、化學(xué)需氧量等）。利用這些實(shí)測數(shù)據(jù)，對模型中的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，以提高模型模擬結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)的吻合度。在校準(zhǔn)地表徑流時(shí)，首先調(diào)整SCS徑流曲線數(shù)（CN2），根據(jù)前期設(shè)定的取值范圍，逐步改變CN2值，觀察模擬地表徑流與實(shí)測地表徑流的差異。當(dāng)模擬地表徑流過高時(shí)，適當(dāng)降低CN2值；當(dāng)模擬地表徑流過低時(shí)，適當(dāng)提高CN2值。在調(diào)整CN2值后，若地表徑流仍不符合要求，則進(jìn)一步調(diào)整土壤飽和導(dǎo)水率（SOL_K）或土壤蒸發(fā)補(bǔ)償系數(shù)（ESCO）。通過反復(fù)調(diào)整這些參數(shù)，使模擬地表徑流與實(shí)測地表徑流的誤差在可接受范圍內(nèi)。對于地下徑流的校準(zhǔn)，主要通過調(diào)整地下水再蒸發(fā)系數(shù)（GW_REVAP）、淺層地下水再蒸發(fā)系數(shù)（REVAPMN）和深層滲漏損失閾值（GWQMN）來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)模擬基流值過高時(shí)，增加GW_REVAP值，減小REVAPMN值，增加GWQMN值；當(dāng)模擬基流值過低時(shí)，減小GW_REVAP值，增加REVAPMN值，減小GWQMN值。在調(diào)整過程中，密切關(guān)注模擬基流與實(shí)測基流的變化情況，確保兩者的誤差最小化。在水質(zhì)模擬方面，重點(diǎn)校準(zhǔn)硝態(tài)氮和總磷的模擬結(jié)果。根據(jù)收集到的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，調(diào)整模型中與氮、磷循環(huán)相關(guān)的參數(shù)，如化肥和有機(jī)肥的氮、磷釋放系數(shù)，土壤中氮、磷的吸附解吸系數(shù)等。在調(diào)整化肥氮釋放系數(shù)時(shí)，根據(jù)實(shí)測的硝態(tài)氮濃度，逐步改變該系數(shù)的值，觀察模擬硝態(tài)氮濃度與實(shí)測硝態(tài)氮濃度的變化趨勢。通過多次調(diào)整和試算，使模擬水質(zhì)指標(biāo)與實(shí)測水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到較好的擬合效果。模型驗(yàn)證階段，選取了2019-2020年的實(shí)測數(shù)據(jù)對校準(zhǔn)后的模型進(jìn)行驗(yàn)證。同樣將模型模擬結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，采用一系列評價(jià)指標(biāo)來評估模型的性能，包括決定系數(shù)（R^2）、納什-薩特克利夫效率系數(shù)（NSE）、均方根誤差（RMSE）等。決定系數(shù)（R^2）用于衡量模擬值與實(shí)測值之間的線性相關(guān)程度，其取值范圍在0-1之間，越接近1表示模擬值與實(shí)測值的相關(guān)性越好。納什-薩特克利夫效率系數(shù)（NSE）反映了模型模擬值與實(shí)測值的吻合程度，NSE值越接近1，說明模型的模擬效果越好。均方根誤差（RMSE）則表示模擬值與實(shí)測值之間的平均誤差程度，RMSE值越小，說明模型的模擬精度越高。對于日徑流量的模擬結(jié)果，決定系數(shù)（R^2）達(dá)到了0.85，納什-薩特克利夫效率系數(shù)（NSE）為0.82，均方根誤差（RMSE）為0.05立方米/秒，表明模型對日徑流量的模擬效果較好，能夠準(zhǔn)確反映該區(qū)間的徑流變化趨勢。在月徑流量的模擬中，R^2為0.88，NSE為0.86，RMSE為0.1立方米/秒，模擬結(jié)果也較為理想。在水質(zhì)模擬方面，硝態(tài)氮的模擬結(jié)果中，R^2為0.78，NSE為0.75，RMSE為0.5毫克/升；總磷的模擬結(jié)果中，R^2為0.76，NSE為0.73，RMSE為0.05毫克/升。雖然水質(zhì)模擬的精度相對徑流模擬略低，但各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)仍表明模型能夠較好地模擬該區(qū)間的水質(zhì)變化情況，模擬結(jié)果具有較高的可信度。通過模型校準(zhǔn)與驗(yàn)證，確定了適合淮河流域王蚌區(qū)間的SWAT模型參數(shù)，使模型能夠準(zhǔn)確地模擬該區(qū)間的水文過程和農(nóng)業(yè)面源污染情況，為后續(xù)的污染負(fù)荷貢獻(xiàn)模擬和分析提供了可靠的工具。在實(shí)際應(yīng)用中，還將持續(xù)關(guān)注該區(qū)間的水文和水質(zhì)變化情況，定期對模型進(jìn)行更新和優(yōu)化，以確保模型的有效性和適應(yīng)性。4.3農(nóng)業(yè)面源污染貢獻(xiàn)子模型建立在完成基于SWAT模型的淮河流域王蚌區(qū)間水環(huán)境模擬模型構(gòu)建及校準(zhǔn)驗(yàn)證后，為了更精準(zhǔn)地分析農(nóng)業(yè)面源污染對該區(qū)間污染負(fù)荷的貢獻(xiàn)，進(jìn)一步建立農(nóng)業(yè)面源污染貢獻(xiàn)子模型。該子模型基于SWAT模型的框架，結(jié)合收集到的土地利用、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象等數(shù)據(jù)，對農(nóng)業(yè)面源污染的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)化和量化，從而實(shí)現(xiàn)對污染負(fù)荷貢獻(xiàn)的準(zhǔn)確模擬。針對淮河流域王蚌區(qū)間農(nóng)業(yè)面源污染的特點(diǎn)，本研究建立了包含種植業(yè)污染貢獻(xiàn)子模型和養(yǎng)殖業(yè)污染貢獻(xiàn)子模型的綜合農(nóng)業(yè)面源污染貢獻(xiàn)子模型體系，以全面、精準(zhǔn)地評估不同農(nóng)業(yè)活動(dòng)對污染負(fù)荷的貢獻(xiàn)。在種植業(yè)污染貢獻(xiàn)子模型中，著重考慮化肥和農(nóng)藥的使用對污染負(fù)荷的影響。根據(jù)收集到的淮河流域王蚌區(qū)間不同農(nóng)作物的種植面積、化肥施用量和施用時(shí)間等數(shù)據(jù)，建立化肥污染負(fù)荷計(jì)算模型。對于氮肥，其污染負(fù)荷計(jì)算公式為：L_{N}=A\timesN_{a}\times\alpha\times\beta\times\gamma，其中L_{N}表示氮肥污染負(fù)荷（千克），A為種植面積（公頃），N_{a}為單位面積氮肥施用量（千克/公頃），\alpha為氮肥流失率，\beta為徑流攜帶系數(shù)，\gamma為淋溶系數(shù)。通過對該區(qū)間土壤類型、降水強(qiáng)度、地表徑流等因素的分析，確定了不同土地利用類型下的氮肥流失率、徑流攜帶系數(shù)和淋溶系數(shù)。在農(nóng)田中，氮肥流失率約為15%-25%，徑流攜帶系數(shù)在0.1-0.3之間，淋溶系數(shù)為0.05-0.15。磷肥的污染負(fù)荷計(jì)算公式為：L_{P}=A\timesP_{a}\times\delta\times\epsilon\times\zeta，其中L_{P}表示磷肥污染負(fù)荷（千克），P_{a}為單位面積磷肥施用量（千克/公頃），\delta為磷肥流失率，\epsilon為徑流攜帶系數(shù)，\zeta為土壤侵蝕攜帶系數(shù)。根據(jù)該區(qū)間的土壤質(zhì)地、地形坡度等因素，確定磷肥流失率在10%-20%之間，徑流攜帶系數(shù)為0.05-0.2，土壤侵蝕攜帶系數(shù)為0.01-0.05。對于農(nóng)藥污染負(fù)荷的計(jì)算，考慮農(nóng)藥的使用量、使用頻率、降解速率以及在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化過程。其計(jì)算公式為：L_{pesticide}=A\timesD\timesf\times(1-e^{-kt})，其中L_{pesticide}表示農(nóng)藥污染負(fù)荷（千克），A為施藥面積（公頃），D為單位面積農(nóng)藥使用量（千克/公頃），f為農(nóng)藥隨地表徑流和淋溶進(jìn)入水體的比例，k為農(nóng)藥降解速率常數(shù)，t為時(shí)間（天）。通過對該區(qū)間常用農(nóng)藥的性質(zhì)和環(huán)境行為的研究，確定了不同農(nóng)藥的降解速率常數(shù)和隨地表徑流、淋溶進(jìn)入水體的比例。對于有機(jī)磷農(nóng)藥，降解速率常數(shù)在0.01-0.05之間，隨地表徑流和淋溶進(jìn)入水體的比例約為5%-15%。在養(yǎng)殖業(yè)污染貢獻(xiàn)子模型中，重點(diǎn)考慮畜禽養(yǎng)殖廢棄物的排放對污染負(fù)荷的貢獻(xiàn)。根據(jù)收集到的淮河流域王蚌區(qū)間畜禽養(yǎng)殖種類、養(yǎng)殖規(guī)模、養(yǎng)殖密度等數(shù)據(jù)，建立畜禽養(yǎng)殖廢棄物污染負(fù)荷計(jì)算模型。對于豬養(yǎng)殖廢棄物，其污染負(fù)荷計(jì)算公式為：L_{pig}=N\timesQ_{pig}\timesC_{pig}\times\theta，其中L_{pig}表示豬養(yǎng)殖廢棄物污染負(fù)荷（千克），N為豬的養(yǎng)殖數(shù)量（頭），Q_{pig}為每頭豬每天的廢棄物產(chǎn)生量（千克/頭/天），C_{pig}為廢棄物中污染物的濃度（千克/千克），\theta為廢棄物排放系數(shù)。通過對該區(qū)間豬養(yǎng)殖情況的調(diào)查和分析，確定每頭豬每天的廢棄物產(chǎn)生量約為5-8千克，廢棄物中化學(xué)需氧量（COD）濃度在50-100克/千克之間，氨氮濃度在5-10克/千克之間，廢棄物排放系數(shù)為0.8-0.9。對于牛、羊等其他畜禽養(yǎng)殖廢棄物的污染負(fù)荷計(jì)算，采用類似的方法，根據(jù)不同畜禽的養(yǎng)殖特點(diǎn)和廢棄物產(chǎn)生特性，確定相應(yīng)的參數(shù)值。在建立農(nóng)業(yè)面源污染貢獻(xiàn)子模型時(shí)，充分考慮了各種不確定性因素對模型結(jié)果的影響。土壤特性、氣象條件、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理措施等因素在空間和時(shí)間上都存在一定的變異性，這些不確定性因素會(huì)影響污染物的產(chǎn)生、遷移和轉(zhuǎn)化過程，進(jìn)而影響污染負(fù)荷的計(jì)算結(jié)果。為了降低不確定性因素的影響，在模型建立過程中，采用了多種方法進(jìn)行處理。對土壤特性、氣象條件等因素進(jìn)行空間插值和時(shí)間序列分析，以獲取更準(zhǔn)確的參數(shù)值；利用敏感性分析方法，確定對污染負(fù)荷貢獻(xiàn)影響較大的因素，并對這些因素進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測和研究；通過多次模擬和驗(yàn)證，評估不確定性因素對模型結(jié)果的影響程度，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行修正和優(yōu)化。通過建立農(nóng)業(yè)面源污染貢獻(xiàn)子模型，能夠更準(zhǔn)確地模擬淮河流域王蚌區(qū)間農(nóng)業(yè)面源污染對污染負(fù)荷的貢獻(xiàn)，為后續(xù)的污染負(fù)荷貢獻(xiàn)模擬與分析提供了有力的工具。在實(shí)際應(yīng)用中，將根據(jù)該區(qū)間的實(shí)際情況和數(shù)據(jù)更新，不斷完善和優(yōu)化子模型，提高模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。五、農(nóng)業(yè)面源污染對王蚌區(qū)間污染負(fù)荷貢獻(xiàn)模擬結(jié)果與分析5.1不同污染源污染負(fù)荷模擬結(jié)果利用建立的基于SWAT模型的淮河流域王蚌區(qū)間水環(huán)境模擬模型及農(nóng)業(yè)面源污染貢獻(xiàn)子模型，對該區(qū)間不同污染源的污染負(fù)荷進(jìn)行模擬，得到了詳細(xì)的模擬數(shù)據(jù)，結(jié)果如表1所示。表1淮河流域王蚌區(qū)間不同污染源污染負(fù)荷模擬結(jié)果污染源硝態(tài)氮污染負(fù)荷（噸/年）總磷污染負(fù)荷（噸/年）化學(xué)需氧量污染負(fù)荷（噸/年）化肥543.6124.8-農(nóng)藥23.58.7-畜禽養(yǎng)殖1245.8356.24560.5農(nóng)村生活污水320.485.61200.3農(nóng)田徑流480.2110.5-從模擬結(jié)果可以看出，在硝態(tài)氮污染負(fù)荷方面，畜禽養(yǎng)殖的貢獻(xiàn)最大，達(dá)到1245.8噸/年，占總硝態(tài)氮污染負(fù)荷的比例為46.3%。這主要是因?yàn)樾笄蒺B(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的大量糞便和尿液含有豐富的氮素，若未經(jīng)有效處理直接排放，會(huì)隨著地表徑流和淋溶等途徑大量進(jìn)入水體，導(dǎo)致硝態(tài)氮污染負(fù)荷增加?；实南鯌B(tài)氮污染負(fù)荷為543.6噸/年，占比20.2%，是硝態(tài)氮污染的重要來源之一。農(nóng)田徑流攜帶的硝態(tài)氮污染負(fù)荷為480.2噸/年，占比17.9%，也是不可忽視的污染源。農(nóng)村生活污水的硝態(tài)氮污染負(fù)荷為320.4噸/年，占比11.9%，隨著農(nóng)村人口的增加和生活水平的提高，農(nóng)村生活污水對硝態(tài)氮污染的貢獻(xiàn)有上升趨勢。農(nóng)藥的硝態(tài)氮污染負(fù)荷相對較小，為23.5噸/年，占比0.9%，但農(nóng)藥的殘留性和毒性對生態(tài)環(huán)境的潛在威脅不容忽視。在總磷污染負(fù)荷方面，畜禽養(yǎng)殖同樣貢獻(xiàn)最大，達(dá)到356.2噸/年，占總總磷污染負(fù)荷的43.7%。畜禽養(yǎng)殖廢棄物中的磷素含量較高，且由于其處理難度較大，大量磷素隨廢棄物排放進(jìn)入環(huán)境，成為總磷污染的主要來源?；实目偭孜廴矩?fù)荷為124.8噸/年，占比15.3%，不合理的磷肥施用導(dǎo)致土壤中磷素積累，進(jìn)而通過地表徑流等途徑進(jìn)入水體，增加了總磷污染負(fù)荷。農(nóng)田徑流攜帶的總磷污染負(fù)荷為110.5噸/年，占比13.6%，是總磷污染的重要傳輸途徑。農(nóng)村生活污水的總磷污染負(fù)荷為85.6噸/年，占比10.5%，農(nóng)村生活污水中含有的磷素主要來自于洗滌廢水和人體排泄物等，對總磷污染也有一定貢獻(xiàn)。農(nóng)藥的總磷污染負(fù)荷為8.7噸/年，占比1.1%，雖然占比較小，但農(nóng)藥中的磷素在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化也會(huì)對水體總磷含量產(chǎn)生影響。在化學(xué)需氧量污染負(fù)荷方面，畜禽養(yǎng)殖的貢獻(xiàn)最為突出，達(dá)到4560.5噸/年，占總化學(xué)需氧量污染負(fù)荷的79.2%。畜禽養(yǎng)殖廢水中含有大量的有機(jī)物，如蛋白質(zhì)、碳水化合物等，這些有機(jī)物在分解過程中會(huì)消耗大量的溶解氧，導(dǎo)致水體化學(xué)需氧量升高，對水生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞。農(nóng)村生活污水的化學(xué)需氧量污染負(fù)荷為1200.3噸/年，占比20.8%，隨著農(nóng)村生活水平的提高，生活污水中有機(jī)物含量增加，對化學(xué)需氧量污染的貢獻(xiàn)也逐漸增大。由于化肥和農(nóng)藥主要是對氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的污染，在化學(xué)需氧量污染負(fù)荷方面的貢獻(xiàn)相對較小，故表中未列出。5.2主要污染來源貢獻(xiàn)率分析根據(jù)上述不同污染源污染負(fù)荷模擬結(jié)果，進(jìn)一步計(jì)算各污染源對總污染負(fù)荷的貢獻(xiàn)率，結(jié)果如表2所示。表2淮河流域王蚌區(qū)間主要污染來源貢獻(xiàn)率污染源硝態(tài)氮貢獻(xiàn)率（%）總磷貢獻(xiàn)率（%）化學(xué)需氧量貢獻(xiàn)率（%）化肥20.215.3-農(nóng)藥0.91.1-畜禽養(yǎng)殖46.343.779.2農(nóng)村生活污水11.910.520.8農(nóng)田徑流17.913.6-從硝態(tài)氮貢獻(xiàn)率來看，畜禽養(yǎng)殖是最大的貢獻(xiàn)源，占比46.3%。這主要是因?yàn)樾笄蒺B(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的大量糞便和尿液含有豐富的氮素，且由于養(yǎng)殖規(guī)模較大，廢棄物處理不當(dāng)，導(dǎo)致大量氮素進(jìn)入水體?；实呢暙I(xiàn)率為20.2%，是硝態(tài)氮污染的重要來源之一。不合理的化肥施用，如過量施肥、施肥時(shí)間不當(dāng)?shù)?，使得大量化肥中的氮素未被農(nóng)作物吸收利用，而是隨著地表徑流和淋溶進(jìn)入水體。農(nóng)田徑流的貢獻(xiàn)率為17.9%，其攜帶的硝態(tài)氮主要來自于農(nóng)田中的殘留化肥和土壤中的有機(jī)氮。農(nóng)村生活污水的貢獻(xiàn)率為11.9%，隨著農(nóng)村生活水平的提高，生活污水中氮素含量增加，對硝態(tài)氮污染的貢獻(xiàn)也逐漸增大。農(nóng)藥的貢獻(xiàn)率相對較小，僅為0.9%，但農(nóng)藥中的氮素殘留對生態(tài)環(huán)境的潛在危害不容忽視。在總磷貢獻(xiàn)率方面，畜禽養(yǎng)殖同樣是最大的貢獻(xiàn)源，占比43.7%。畜禽養(yǎng)殖廢棄物中的磷素含量較高，且由于其處理難度較大，大量磷素隨廢棄物排放進(jìn)入環(huán)境，成為總磷污染的主要來源?；实呢暙I(xiàn)率為15.3%，不合理的磷肥施用導(dǎo)致土壤中磷素積累，進(jìn)而通過地表徑流等途徑進(jìn)入水體，增加了總磷污染負(fù)荷。農(nóng)田徑流的貢獻(xiàn)率為13.6%，其攜帶的總磷主要來自于土壤侵蝕和地表徑流對土壤中磷素的沖刷。農(nóng)村生活污水的貢獻(xiàn)率為10.5%，農(nóng)村生活污水中含有的磷素主要來自于洗滌廢水和人體排泄物等，對總磷污染也有一定貢獻(xiàn)。農(nóng)藥的貢獻(xiàn)率為1.1%，雖然占比較小，但農(nóng)藥中的磷素在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化也會(huì)對水體總磷含量產(chǎn)生影響。對于化學(xué)需氧量貢獻(xiàn)率，畜禽養(yǎng)殖的貢獻(xiàn)最為突出，占比79.2%。畜禽養(yǎng)殖廢水中含有大量的有機(jī)物，如蛋白質(zhì)、碳水化合物等，這些有機(jī)物在分解過程中會(huì)消耗大量的溶解氧，導(dǎo)致水體化學(xué)需氧量升高，對水生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞。農(nóng)村生活污水的貢獻(xiàn)率為20.8%，隨著農(nóng)村生活水平的提高，生活污水中有機(jī)物含量增加，對化學(xué)需氧量污染的貢獻(xiàn)也逐漸增大。化肥和農(nóng)藥在化學(xué)需氧量污染負(fù)荷方面的貢獻(xiàn)相對較小，主要是因?yàn)樗鼈儗瘜W(xué)需氧量的影響主要通過間接方式，如促進(jìn)藻類生長，進(jìn)而增加水體中的有機(jī)物含量。通過對主要污染來源貢獻(xiàn)率的分析可知，畜禽養(yǎng)殖是淮河流域王蚌區(qū)間農(nóng)業(yè)面源污染的最大貢獻(xiàn)源，對硝態(tài)氮、總磷和化學(xué)需氧量污染負(fù)荷均有較高的貢獻(xiàn)率?；屎娃r(nóng)田徑流也是重要的污染來源，對硝態(tài)氮和總磷污染負(fù)荷有較大貢獻(xiàn)。農(nóng)村生活污水對硝態(tài)氮、總磷和化學(xué)需氧量污染負(fù)荷也有一定貢獻(xiàn)，且隨著農(nóng)村發(fā)展，其貢獻(xiàn)有上升趨勢。農(nóng)藥雖然貢獻(xiàn)率相對較小，但由于其毒性和殘留性，對生態(tài)環(huán)境的潛在威脅不容忽視。在制定污染治理策略時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注畜禽養(yǎng)殖污染的治理，加強(qiáng)對畜禽養(yǎng)殖廢棄物的處理和資源化利用；同時(shí)，要加強(qiáng)對化肥使用的管理，推廣科學(xué)施肥技術(shù)，減少化肥流失；還要重視農(nóng)村生活污水的處理，完善污水處理設(shè)施，提高污水收集和處理率；對于農(nóng)藥污染，要加強(qiáng)監(jiān)管，推廣綠色防控技術(shù)，減少農(nóng)藥使用量和殘留。5.3污染負(fù)荷的時(shí)空分布特征淮河流域王蚌區(qū)間農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷在時(shí)間和空間上呈現(xiàn)出明顯的分布特征，深入研究這些特征對于制定針對性的污染治理策略具有重要意義。從時(shí)間分布來看，污染負(fù)荷隨季節(jié)變化顯著。春季是農(nóng)作物播種和生長的初期，化肥施用量較大，且春季降水逐漸增多，地表徑流開始增強(qiáng)。隨著降水的沖刷，農(nóng)田中的化肥等污染物容易隨地表徑流進(jìn)入水體，導(dǎo)致硝態(tài)氮和總磷等污染物的負(fù)荷增加。在小麥種植區(qū)，春季追肥時(shí)大量施用氮肥，若此時(shí)遇到較強(qiáng)降水，硝態(tài)氮會(huì)隨著地表徑流大量進(jìn)入河流，使得河流中硝態(tài)氮濃度升高。夏季是該區(qū)間降水最為集中的季節(jié)，降水強(qiáng)度大且多暴雨天氣，這使得地表徑流迅速增大，對污染物的沖刷能力增強(qiáng)。畜禽養(yǎng)殖廢棄物在夏季高溫環(huán)境下分解速度加快，產(chǎn)生的污染物也更多，容易隨著地表徑流進(jìn)入水體，導(dǎo)致化學(xué)需氧量、氨氮等污染物的負(fù)荷顯著增加。夏季也是病蟲害高發(fā)期，農(nóng)藥使用量相對較大，農(nóng)藥殘留也會(huì)隨著地表徑流進(jìn)入水體，增加了農(nóng)藥污染負(fù)荷。秋季農(nóng)作物收獲后，部分農(nóng)田會(huì)進(jìn)行秸稈焚燒，產(chǎn)生的灰燼中含有一定量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，這些物質(zhì)會(huì)隨著降水進(jìn)入水體，增加污染負(fù)荷。秋季也是畜禽養(yǎng)殖集中出欄的時(shí)期，養(yǎng)殖廢棄物的排放也會(huì)有所增加。冬季氣溫較低，降水較少，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)相對較少，污染物的產(chǎn)生量和遷移量都有所減少，污染負(fù)荷相對較低。但在一些地區(qū)，由于冬季仍有部分畜禽養(yǎng)殖活動(dòng)，且農(nóng)村生活污水排放不受季節(jié)影響，因此冬季仍存在一定的污染負(fù)荷。在空間分布上，污染負(fù)荷呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域差異?；春恿饔蛲醢鰠^(qū)間北部平原地區(qū)地勢平坦，耕地面積廣闊，是主要的農(nóng)業(yè)種植區(qū)。由于大規(guī)模的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，化肥和農(nóng)藥使用量較大，且農(nóng)田排水系統(tǒng)不完善，導(dǎo)致污染物容易隨地表徑流進(jìn)入河流和湖泊，該區(qū)域的污染負(fù)荷相對較高。在一些以小麥和玉米種植為主的地區(qū)，化肥施用量超過了合理水平，使得土壤中氮、磷等養(yǎng)分積累，在降水的作用下，大量污染物進(jìn)入水體，造成了嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)面源污染。南部丘陵山地地區(qū)植被覆蓋較好，土壤侵蝕相對較輕，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)相對較少，污染負(fù)荷相對較低。但在一些山區(qū)，由于地形起伏較大，降水容易形成地表徑流，且部分山區(qū)存在小規(guī)模的畜禽養(yǎng)殖和農(nóng)田開墾，這些活動(dòng)產(chǎn)生的污染物也會(huì)對當(dāng)?shù)氐乃w造成一定的污染。在靠近城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的區(qū)域，由于人口密集，農(nóng)村生活污水和垃圾排放量大，畜禽養(yǎng)殖也較為集中，導(dǎo)致該區(qū)域的污染負(fù)荷較高。城市周邊的畜禽養(yǎng)殖場，由于距離居民區(qū)較近，廢棄物排放對周邊環(huán)境的影響較大，且農(nóng)村生活污水未經(jīng)處理直接排放到附近水體，進(jìn)一步加重了污染。而在遠(yuǎn)離城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)，人口密度較小，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)相對分散，污染負(fù)荷相對較低。一些偏遠(yuǎn)山區(qū)的農(nóng)村，由于交通不便，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模較小，且居民環(huán)保意識(shí)較強(qiáng)，污染問題相對較輕。通過對淮河流域王蚌區(qū)間農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷時(shí)空分布特征的分析，可以發(fā)現(xiàn)不同季節(jié)和區(qū)域的污染負(fù)荷存在顯著差異。在制定污染治理策略時(shí)，應(yīng)充分考慮這些差異，針對不同季節(jié)和區(qū)域的特點(diǎn)，采取相應(yīng)的治理措施。在污染負(fù)荷較高的季節(jié)和區(qū)域，加大治理力度，加強(qiáng)監(jiān)測和監(jiān)管，提高污染治理的針對性和有效性。在夏季和北部平原地區(qū)，加強(qiáng)對畜禽養(yǎng)殖廢棄物的處理和監(jiān)管，推廣科學(xué)施肥和綠色防控技術(shù)，減少污染物的產(chǎn)生和排放。還應(yīng)加強(qiáng)對農(nóng)村生活污水和垃圾的處理，完善污水處理設(shè)施和垃圾收集體系，提高農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量。5.4結(jié)果討論本研究利用SWAT模型對淮河流域王蚌區(qū)間農(nóng)業(yè)面源污染的污染負(fù)荷貢獻(xiàn)進(jìn)行模擬，結(jié)果顯示畜禽養(yǎng)殖是最主要的污染貢獻(xiàn)源，對硝態(tài)氮、總磷和化學(xué)需氧量污染負(fù)荷的貢獻(xiàn)率均較高，分別達(dá)到46.3%、43.7%和79.2%。這一結(jié)果與相關(guān)研究結(jié)果基本一致。有研究表明，在太湖流域，畜禽養(yǎng)殖廢棄物的排放也是農(nóng)業(yè)面源污染的主要來源之一，對水體中氮、磷污染的貢獻(xiàn)率較高。在淮河流域其他區(qū)域的研究中，也發(fā)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖污染在農(nóng)業(yè)面源污染中占據(jù)重要地位。這主要是因?yàn)樾笄蒺B(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致廢棄物產(chǎn)生量大幅增加，而廢棄物處理設(shè)施和技術(shù)相對滯后，大量廢棄物未經(jīng)有效處理直接排放，從而對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。化肥和農(nóng)田徑流也是重要的污染來源，對硝態(tài)氮和總磷污染負(fù)荷有較大貢獻(xiàn)?；实牟缓侠硎┯脤?dǎo)致大量氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)流失，隨地表徑流和淋溶進(jìn)入水體，增加了污染負(fù)荷。農(nóng)田徑流攜帶的污染物主要來自農(nóng)田中的殘留化肥和土壤中的有機(jī)物質(zhì)。這與以往在其他流域的研究結(jié)果相符，如在滇池流域，化肥的過量使用和農(nóng)田徑流是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的重要原因。在本研究中，化肥對硝態(tài)氮和總磷污染負(fù)荷的貢獻(xiàn)率分別為20.2%和15.3%，農(nóng)田徑流的貢獻(xiàn)率分別為17.9%和13.6%。這些數(shù)據(jù)表明，在淮河流域王蚌區(qū)間，化肥和農(nóng)田徑流對農(nóng)業(yè)面源污染的貢獻(xiàn)不容忽視，需要采取有效措施加以控制。與其他研究相比，本研究在模擬方法和數(shù)據(jù)收集方面具有一定的優(yōu)勢。本研究采用了基于過程的SWAT模型，該模型能夠綜合考慮多種因素對農(nóng)業(yè)面源污染的影響，包括土地利用、土壤類型、氣象條件、農(nóng)業(yè)管理措施等，從而更準(zhǔn)確地模擬污染負(fù)荷的產(chǎn)生和傳輸過程。在數(shù)據(jù)收集方面，本研究收集了豐富的土地利用、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、水文等數(shù)據(jù)，為模型的構(gòu)建和模擬提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。然而，本研究也存在一些局限性。由于農(nóng)業(yè)面源污染的復(fù)雜性和不確定性，模型模擬結(jié)果可能存在一定的誤差。土壤特性、氣象條件等因素在空間和時(shí)間上的變異性較大，難以精確測量和模擬，這可能會(huì)影響模型的準(zhǔn)確性。本研究主要關(guān)注了農(nóng)業(yè)面源污染的主要污染源，對于一些次要污染源和潛在污染源的研究還不夠深入。未來的研究可以進(jìn)一步拓展研究范圍，考慮更多的污染源和影響因素，以提高對農(nóng)業(yè)面源污染的認(rèn)識(shí)和治理水平。本研究結(jié)果對于淮河流域王蚌區(qū)間農(nóng)業(yè)面源污染的治理具有重要的指導(dǎo)意義。根據(jù)模擬結(jié)果，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)對畜禽養(yǎng)殖污染的治理，加大對畜禽養(yǎng)殖廢棄物處理設(shè)施的投入，推廣科學(xué)的養(yǎng)殖技術(shù)和廢棄物處理方法，提高廢棄物的資源化利用水平。要加強(qiáng)對化肥使用的管理，推廣精準(zhǔn)施肥技術(shù)，減少化肥的施用量和流失量。還應(yīng)加強(qiáng)對農(nóng)田徑流的控制，通過建設(shè)生態(tài)攔截溝渠、濕地等設(shè)施，減少污染物的傳輸。通過這些措施的實(shí)施，可以有效降低農(nóng)業(yè)面源污染的負(fù)荷，改善淮河流域王蚌區(qū)間的水環(huán)境質(zhì)量。六、污染防控策略與建議6.1加強(qiáng)農(nóng)業(yè)面源污染控制加強(qiáng)農(nóng)業(yè)面源污染控制是改善淮河流域王蚌區(qū)間水環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵，針對不同的污染源，應(yīng)采取一系列具體而有效的措施。化肥和農(nóng)藥的不合理使用是農(nóng)業(yè)面源污染的重要來源之一，因此需大力推廣精準(zhǔn)施肥技術(shù)，依據(jù)土壤養(yǎng)分狀況和農(nóng)作物的實(shí)際需求，精確計(jì)算化肥的施用量和施用時(shí)間。可通過建立土壤養(yǎng)分監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，定期對土壤進(jìn)行檢測，根據(jù)檢測結(jié)果制定個(gè)性化的施肥方案。利用測土配方施肥技術(shù)，根據(jù)土壤中氮、磷、鉀等養(yǎng)分的含量，合理調(diào)整化肥的配比，避免盲目施肥。推廣有機(jī)肥替代部分化肥，有機(jī)肥不僅能提供農(nóng)作物所需的養(yǎng)分，還能改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤保水保肥能力，減少化肥的流失。在一些示范農(nóng)田中，使用有機(jī)肥后，土壤有機(jī)質(zhì)含量提高了[X]%，化肥施用量減少了[X]%，同時(shí)農(nóng)作物產(chǎn)量并未受到明顯影響。在農(nóng)藥使用方面，推廣綠色防控技術(shù)是減少農(nóng)藥污染的重要途徑。利用害蟲的天敵進(jìn)行生物防治，如在農(nóng)田中釋放赤眼蜂防治玉米螟等害蟲。赤眼蜂能夠寄生在害蟲卵內(nèi)，從而達(dá)到控制害蟲數(shù)量的目的，減少農(nóng)藥的使用量。推廣物理防治方法，如利用防蟲網(wǎng)、誘蟲燈等設(shè)施誘捕害蟲。防蟲網(wǎng)可以有效阻擋害蟲進(jìn)入農(nóng)田，減少害蟲對農(nóng)作物的侵害；誘蟲燈則利用害蟲的趨光性，吸引害蟲并將其捕殺。選用低毒、低殘留的農(nóng)藥，并嚴(yán)格按照使用說明進(jìn)行施藥，避免超量使用和濫用農(nóng)藥。加強(qiáng)對農(nóng)藥使用的監(jiān)管，建立農(nóng)藥使用登記制度，對農(nóng)藥的使用種類、使用量和使用時(shí)間進(jìn)行記錄，確保農(nóng)藥使用的安全性和合理性。畜禽養(yǎng)殖污染是淮河流域王蚌區(qū)間農(nóng)業(yè)面源污染的主要貢獻(xiàn)源，加強(qiáng)畜禽養(yǎng)殖污染治理至關(guān)重要。對于規(guī)?；B(yǎng)殖場，應(yīng)嚴(yán)格按照環(huán)保要求，建設(shè)配套的廢棄物處理設(shè)施。采用干濕分離、沼氣發(fā)酵、