(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210858563.9 (22)申请日 2022.07.20 (71)申请人 中国农业科 学院农业资源与农业区 划研究所 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街 12号 (72)发明人 翟丽梅　闫铁柱　刘宏斌　徐启渝　 王晨杨　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 杜阳阳 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/02(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) G06N 7/00(2006.01)G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种流域农业面源污染的水文路径与分源 贡献确定方法 (57)摘要 本发明涉及一种流域农业面源污染的水文 路径与分源贡献确定方法， 涉及水污染领域， 该 方法包括： 确定待测流域水质指标和同位素指 标； 水质指标包括硝态氮； 同位素指标为水样氢 氧同位素和硝态氮氮氧同位素； 定性识别待测流 域内地下水和河道径流之间水力连通性， 并基于 氢氧同位素指标确定待测流域内不同水文路径 地表径流和基流对河道径流的贡献； 确定待测流 域内不同水文路径下硝态氮对待测流域出口硝 态氮负荷的贡献量； 基于贝叶斯 混合模型和硝态 氮氮氧同位素味确定待测流域内不同水文路径 下各农业污染源对应的硝态氮负荷。 本发明确定 了不同水文路径下各农业污染源对河道径流硝 态氮的贡献， 为流域农业面源污染防控提供更准 确的依据。 权利要求书1页 说明书8页 附图1页 CN 115130903 A 2022.09.30 CN 115130903 A 1.一种流 域农业面源污染的水文路径与分源贡献确定方法， 其特 征在于， 包括： 确定待测流域的水质 指标和同位素指标； 所述水质 指标包括硝态氮； 所述同位素指标 为水样的氢 氧同位素和硝态 氮氮氧同位素； 识别所述待测流域内地下水和河道径流之间水力连通性， 并基于所述氢氧同位素和数 字滤波技 术确定所述待测流 域内不同水文路径地表 径流和基流对河道 径流的贡献； 确定所述待测流 域内不同水文路径下硝态 氮对所述待测流 域出口硝态 氮负荷的贡献； 基于贝叶斯混合模型和硝态氮氮氧同位素确定所述待测流域内不同水文路径下各农 业污染源 对河道径流硝态 氮负荷贡献。 2.根据权利要求1所述的流域农业面源污染的水文路径与分源贡献确定方法， 其特征 在于， 所述识别所述待测流 域内地下 水和河道 径流之间水力连通 性， 具体包括： 基于所述待测流域的空间降水、 河道径流和地下水的氢氧同位素指标确定所述待测流 域的大气降水线； 若所述待测流域的河道径流的氢氧同位素散点图与所述待测流域的地下水的氢氧同 位素散点图的重叠度大于设定重叠度值， 且所述待测流域的河道径流的氢氧同位素散点图 与所述待测流域的地下水的氢氧同位素散点图的重叠位置在所述大气降水线 上， 则所述地 下水和所述河道 径流为强水力连通 性， 否则所述 地下水和所述河道 径流为弱水力连通 性。 3.根据权利要求1所述的流域农业面源污染的水文路径与分源贡献确定方法， 其特征 在于， 基于所述氢氧同位素和数字滤波技术所述待测流域内不同水文路径地表径流和基流 对河道径流的贡献， 具体包括： 从待测流域出口角度， 采用数字滤波技术确定地表径流对河道径流的贡献率和基流对 河道径流的贡献率， 分别记为第一 地表径流贡献率和第一基流贡献率； 从待测流域空间角度， 采用氢氧同位素的双端元混合模型确定地表径流对河道径流的 贡献率和基流对河道 径流的贡献率， 分别记为第二 地表径流贡献率和第二基流贡献率； 当所述第二地表径流贡献率与所述第 一地表径流贡献率的差值小于设定第 一差值， 且 所述第二基流贡献率与所述第一基流贡献率的差值小于 设定第二差值时， 将所述第一地表 径流贡献率作为地表径流对河道径流的贡献率， 将所述第一基流贡献率作为基流对河道径 流的贡献率。 4.根据权利要求1所述的流域农业面源污染的水文路径与分源贡献确定方法， 其特征 在于， 所述确定所述待测流域内不同水文路径下硝态氮对所述待测流域出口硝态氮负荷的 贡献， 具体包括： 从待测流域出口角度， 采用所述水质指标和水文指标确定所述待测流域出口硝态氮负 荷； 所述水文指标为 流量； 从待测流域出口角度， 根据 所述待测流域出口硝态氮负荷确定所述待测流域出口处基 流硝态氮负荷及基流硝态 氮负荷对所述待测流 域出口河道 径流中硝态 氮负荷的贡献。 5.根据权利要求1所述的流域农业面源污染的水文路径与分源贡献确定方法， 其特征 在于， 所述农业污染源 包括化肥、 土壤有机氮、 粪便和污水。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115130903 A 2一种流域农业面源污染的水 文路径与分源贡献确定方 法 技术领域 [0001]本发明涉及水污染技术领域， 特别是涉及 一种流域农业面源污染的水文路径与分 源贡献确定方法。 背景技术 [0002]农业面源污染是流域水体氮素来源之一， 其来源种类多， 迁移路径复杂且控制难 度大， 因此识别流域农业面源污染进入流域目标水体的水文路径以及不同水文路径下各农 业源(例如： 畜禽养殖粪污、 化肥等)的贡献情况， 一直是流域农业面源污染防控 领域关注的 重点， 也是实现农业面源污染精准防控的基础。 流域农业面源污染物经基流和地表径流等 水文路径进入地表水体， 如何通过降水、 地表水和地下水的水力连通性， 确定流域主要水文 过程特征， 并在此基础上核算不同水文路径对流域氮素输出 的贡献比例， 以及不同水文路 径下农业源分源的贡献比例， 是当前流 域农业面源污染高效防控急需突破的关键技 术。 发明内容 [0003]本发明的目的是提供一种流域农业面源污染的水文路径与分源贡献确定方法， 确 定了不同水文路径下各农业污染源对应的目标水体中硝态氮的贡献， 为流域农业面源污染 防控提供 更准确的依据。 [0004]为实现上述目的， 本发明提供了如下 方案： [0005]一种流域农业面源污染的水文路径与分源贡献确定方法， 包括： [0006]确定待测流域的水质指标和同位素指标； 所述水质指标包括硝态氮； 所述同位素 指标为水样的氢 氧同位素和硝态 氮氮氧同位素； [0007]识别所述待测流域内地下水和河道径流之间水力连通性， 并基于所述氢氧同位素 和数字滤波技 术确定所述待测流 域内不同水文路径地表 径流和基流对河道 径流的贡献； [0008]确定所述待测流域内不同水文路径下硝态氮对所述待测流域出口硝态氮负荷的 贡献； [0009]基于贝叶斯混合模型和硝态氮氮氧同位素确定所述待测流域内不同水文路径下 各农业污染源 对河道径流硝态 氮负荷贡献。 [0010]可选地， 所述识别所述待测流 域内地下 水和河道 径流之间水力连通 性， 具体包括： [0011]基于所述待测流域的空间降水、 河道径流和地下水的氢氧同位素指标确定所述待 测流域的大气降水线； [0012]若所述待测流域的河道径流的氢氧同位素散点图与所述待测流域的地下水的氢 氧同位素散点图的重叠度大于 设定重叠度值， 且所述待测流域的河道径流的氢氧同位素散 点图与所述待测流域的地下水的氢氧同位素散点图的重叠位置在所述大气降水线 上， 则所 述地下水和所述河道径流为 强水力连通性， 否则所述地下水和所述河道径流为弱水力连通 性。 [0013]可选地， 基于所述氢氧同位素和数字滤波技术确定所述待测流域内不同水文路径说　明　书 1/8 页 3 CN 115130903 A 3