基于氧化还原带深度与含水层厚度的地下水反硝化作用预测模型及其在流域硝酸盐输移评估中的应用

《Science of The Total Environment》：Predicting denitrification in groundwater utilizing redoxcline depth and aquifer thickness

　　本文创新性地提出利用氧化还原带（redoxcline）深度与含水层厚度的比值（Hooghoudt等效值）作为反硝化作用的代用指标，建立了无需校准的流域尺度硝酸盐（NO3?）输移预测模型。研究通过对法兰德斯86个农业小流域的验证表明，该简化模型（NSE=0.42）能有效识别硝酸盐敏感区与稳健区，为基于地下水反硝化能力的差异化施肥管理提供了科学支撑。

　　

Highlight

研究亮点

Results

结果

不同流域的硝酸盐浓度估算值因硝酸盐输入量和含水层厚度假设的不同而存在显著差异。表2展示了不同情景下的模型性能汇总，图5则呈现了观测值与估算值的对比情况。分类准确度总结于表3，而ROC分析详见图S3。图S4被用来演示不同...

Discussion

讨论

公式(1)所描述的模型通过将到达地表水的硝酸盐比例设定为含水层氧化带相对厚度，来预测流域出口的硝酸盐浓度（[NO₃^?_SW-est]）。尽管该方法仍面临确定氧化还原带深度的挑战，但它避免了使用复杂的地下水模型。这种方法简化并加速了计算过程，使得能够在短时间内对众多流域进行硝酸盐模拟。此外，...

Conclusion

结论

本研究证明，利用含水层氧化带的相对厚度可以作为评估流域地下系统反硝化能力的一个实用代用指标。通过利用现有地下水监测网络的水文地球化学数据，识别了氧化带与还原带之间尖锐边界（即氧化还原带）的深度。由NEMO模型估算的、从包气带淋滤至饱和带的硝酸盐浓度...