调控水流路径增强低洼地区养分滞留：以太湖流域圩区水力调控为例

《Water Research》：Altering water flow pathway to enhance nutrient retention in lowland areas

本文创新性地提出通过圩区水力调控改变水流路径来增强氮磷(N & P)滞留的低成本策略。研究耦合SWAT、PDP、NDP和HEC-RAS模型，发现沟渠比河流具有更强的总氮总磷(TN & TP)滞留能力，圩区调控可使入湖TN & TP减少>8%，其中长荡湖和滆湖滞留率(15.1%和11.2%)显著高于太湖(3.3%和2.5%)。该成果为人工排水低洼地区提供了可推广的养分管控方案。

　　

研究亮点

热点区域与关键时段分析

采用四重指标（决定系数R²、纳什系数NS、平均绝对误差MAE、相对误差RE）验证耦合模型性能。水位、日流量及TN/TP浓度模拟值与实测值高度吻合（R²>0.6，NS>0.5），精度超越既往研究平均水平（NS=0.48）。

水力调控下的养分循环机制

沟渠系统展现出惊人的"养分捕获"能力——其TN/TP削减率（35%/29%）远超河流（20%/17%）。模拟实验证实，将水流导向沟渠（Sim3方案）比单纯河道调控（Sim2）多截留15%养分，这归功于沟渠特有的"三慢效应"：流速慢（促进沉降）、植物吸附强（芦苇根系形成生物滤网）、微生物活性高（反硝化细菌的乐园）。

结论

通过多模型耦合技术，首次量化了圩区水力调控的"生态杠杆效应"：每增加10%的沟渠分流比，可提升6.2%的TN滞留效率。该方案成本仅为污水处理厂的1/8，为全球低洼农业区提供了"用生态治污染"的中国方案。