【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生态环境保护技术，特别是涉及到一种基于水环境容量的畜禽粪污区域承载力核算方法及装置。
技术介绍
1、过去几十年，随着我国人口持续增长、经济水平不断提高、城镇快速扩张，饮食结构中动物蛋白的消费比例和总量不断增加，推动畜牧业养殖规模快速增长；此外，养殖技术的不断发展，推动了畜牧业由传统养殖向集约化发展。畜禽粪污的不当处理是影响农村环境的重要因素。因此，从环境友好的角度进行约束，确定区域范围内合理的畜禽规模和产业布局显得尤为重要。例如20世纪90年代，欧盟对耕地畜禽粪尿养分投入做出明确规定，在欧盟硝酸盐脆弱区内农田氮投入量不得超过170kg/hm2，磷投入量不超过35kg/hm2，部分欧洲国家据此确定了单位面积的畜禽养殖量，对于畜禽粪尿的养分限量主要目标在于控制养分的环境排放。而我国以集约化养殖方式为主，需要从区域尺度综合考虑畜禽粪污土地承载力的问题实现科学合理的养殖规模与产业布局。
2、目前，一些已经公开或计划公开的技术方案中，对于区域畜禽粪污量的估算、畜禽排泄系数确定和土地承载力计算的相关方案较多。对于畜禽粪污土地承载力测算，前期大多数技术方案中通过测算单位土地面积所消纳的畜禽粪污总量和污染风险等级，研究大尺度环境的污染风险评估。主要出发点是基于环境质量目标，结合区域环境容量，准确核定畜禽环境承载力、科学规划布局是实现畜禽粪污资源化利用和遏制养殖污染的前提。因此，目前现有技术中基于畜禽承载力的技术方案主要分为两种思路：一是基于种养平衡，从土地粪污消纳能力角度出发，核算区域最大畜禽承载量的养分平衡法，该方法
3、例如，专利号为202011058529.0公开了一种畜禽粪污的土地承载力测算方法及装置，通过获取评估区域和评估模式，确定与评估模式相对应的作物种类和畜禽种类，生成作物列表和畜禽列表；分别从数据库中选取与评估区域对应的养分数据，获取列表中的各作物年产量和各畜禽年存栏量，利用养分数据、各作物年产量和各畜禽年存栏量计算得到粪污的土地养分承载力指数。然而，在实际应用中测算某区域畜禽粪污土地承载力，需要人工查阅大量数据，例如作物种类和畜禽种类等，每种作物养分数据、区域土壤肥力，以及不同粪肥收集工艺对养分收集率等，计算过程复杂。同样地，2018年农业农村部《畜禽粪污土地承载力测算技术指南》根据区域土壤肥力、作物养分需求量、粪肥当季利用率、粪肥占比等估算畜禽粪肥施用量，通过区域畜禽种类、养殖量、饲养周期，根据畜禽粪污排泄量、氮磷营养含量、收集率和处理存留率，估算粪污供给量，最终测算出土地承载力。上述专利和文件均未考虑水体环境容量，特别是生猪、奶牛等养殖过程中产生的废水量远大于固体废弃物产生量对环境造成的污染程度更加严重。目前，没有关于以保护水环境质量为目标的区域畜禽环境承载力核算方法的相关报道。
技术实现思路
1、本专利技术为解决现有技术中畜禽粪污土地承载力测算方法及装置需要人工查阅大量数据，例如作物种类和畜禽种类等，每种作物养分数据、区域土壤肥力，以及不同粪肥收集工艺对养分收集率等，导致计算过程复杂的技术问题，以及对于水体环境容量未考虑，特别是生猪、奶牛等养殖过程中产生的废水量远大于固体废弃物产生量对环境造成的污染程度更加严重这一技术问题并未涉及，提出了一种基于水环境容量的畜禽粪污区域承载力核算方法及装置，根据畜禽养殖可利用水环境容量和粪污氮、磷排放系数核算区域环境承载力并构建核算模型和流程，为更加精准核算区域畜禽粪污环境承载力提供基本依据。
2、为了实现这一目标，本专利技术采取了如下的技术方案。
3、一种基于水环境容量的畜禽粪污区域承载力核算方法，该方法包括以下步骤：
4、a、确定区域畜禽养殖水可利用水环境容量；
5、b、确定单位当量生猪污染物平均排放系数；
6、c、根据区域畜禽养殖水可利用水环境容量和单位当量生猪污染物平均排放系数，确定区域畜禽环境承载力。
7、另外，本专利的基于水环境容量的畜禽粪污区域承载力核算方法中，确定区域畜禽养殖的可利用水环境容量包括：
8、根据区域监测断面定类因子平均断面浓度与定类因子平均目标浓度值之间的差值，结合区域年径流量，计算区域畜禽养殖水可利用水环境容量，其中，
9、根据降雨量年际的不均匀性，纳入不均匀系数计算年径流量；
10、确定区域畜禽养殖水可利用水环境容量的方法为：
11、w＝(co-ci)×r×ξ×α×10-2；
12、其中，w为区域畜禽养殖水可利用水环境容量，单位为t，co为区域水质定类因子平均目标浓度值，单位为mg/l；ci为区域水质定类因子平均断面浓度单位为mg/l，r为区域年径流量，单位为亿立方米；ξ为根据统计得到的不均匀系数；α为区域畜禽养殖可利用水环境容量比例。
13、另外，本专利的基于水环境容量的畜禽粪污区域承载力核算方法中，根据评价时间段内区域监测断面指标中类别最高的一项确定水质类别，将该项指标确定为定类因子；
14、区域水质定类因子平均断面浓度ci根据区域地表水环境质量数据来确定，对于预定时间段取平均值，如具有多个水质监测断面的情况取各断面平均值；
15、区域水质定类因子平均目标浓度值co根据各水质监测断面所在当前区域应执行的水环境质量标准值；
16、区域年径流量r为地表水资源测量值；
17、不均匀系数ξ是最近特定数目的统计年度内，最枯水月平均径流量与全年月平均径流量的比值；
18、区域畜禽养殖可利用水环境容量比例α，根据区域生态环境各类污染源特定污染物排放量比例确定。
19、另外，本专利的基于水环境容量的畜禽粪污区域承载力核算方法中，确定单位当量生猪污染物平均排放系数包括：
20、根据qp＝qc×(1-β)×γ×p确定单位当量生猪污染物排放系数，其中qp为单位当量生猪污染物排放系数，单位为kg/头，qc为单位当量生猪污染物产生系数，单位为kg/头，β为污染物去除率，γ为污染物留存率，p为污染物流失率；
21、根据确定区域粪污不同处理方式处理量比例；
22、其中，λj为第j种粪污处理方式处理量比例；
23、ki为第i类畜种养殖量，单位为头/羽；θij为第i类畜种第j种粪污处理模式比例；
24、qci为第i类畜种粪污的污染物产生系数，单位为kg/头；
25、根据q＝∑jqp×λj确定单位当量生猪污染物平均排放本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于水环境容量的畜禽粪污区域承载力核算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1中所述的基于水环境容量的畜禽粪污区域承载力核算方法，其特征在于，确定区域畜禽养殖水可利用水环境容量包括：
3.根据权利要求2中所述的基于水环境容量的畜禽粪污区域承载力核算方法，其特征在于，根据评价时间段内区域监测断面指标中类别最高的一项确定水质类别，将该项指标确定为定类因子；
4.根据权利要求1中所述的基于水环境容量的畜禽粪污区域承载力核算方法，其特征在于，确定单位当量生猪污染物平均排放系数包括：
5.根据权利要求4中所述的基于水环境容量的畜禽粪污区域承载力核算方法，其特征在于，污染物去除率β，污染物留存率γ，污染物流失率P根据预先测量值统计确定；
6.一种基于水环境容量的畜禽粪污区域承载力核算装置，其特征在于，该装置包括水环境容量确定单元，生猪污染物平均排放系数确定单元和区域畜禽环境承载力确定单元，其中，水环境容量确定单元用于确定区域畜禽养殖水可利用水环境容量；生猪污染物平均排放系数确定单元用于确定单位当量生猪污染物
7.根据权利要求6中所述的基于水环境容量的畜禽粪污区域承载力核算装置，其特征在于，水环境容量确定单元包括区域水质定类因子平均目标浓度值确定单元，区域水质定类因子平均断面浓度确定单元，区域年径流量确定单元，不均匀系数确定单元，区域畜禽养殖可利用水环境容量比例确定单元；其中，
8.根据权利要求6中所述的基于水环境容量的畜禽粪污区域承载力核算装置，其特征在于，生猪污染物平均排放系数确定单元包括单位当量生猪污染物排放系数确定单元和区域粪污不同处理方式处理量比例确定单元，
9.根据权利要求8中所述的基于水环境容量的畜禽粪污区域承载力核算装置，其特征在于，
10.根据权利要求9中所述的基于水环境容量的畜禽粪污区域承载力核算装置，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种基于水环境容量的畜禽粪污区域承载力核算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1中所述的基于水环境容量的畜禽粪污区域承载力核算方法，其特征在于，确定区域畜禽养殖水可利用水环境容量包括：
3.根据权利要求2中所述的基于水环境容量的畜禽粪污区域承载力核算方法，其特征在于，根据评价时间段内区域监测断面指标中类别最高的一项确定水质类别，将该项指标确定为定类因子；
4.根据权利要求1中所述的基于水环境容量的畜禽粪污区域承载力核算方法，其特征在于，确定单位当量生猪污染物平均排放系数包括：
5.根据权利要求4中所述的基于水环境容量的畜禽粪污区域承载力核算方法，其特征在于，污染物去除率β，污染物留存率γ，污染物流失率p根据预先测量值统计确定；
6.一种基于水环境容量的畜禽粪污区域承载力核算装置，其特征在于，该装置包括水环境容量确定单元，生猪污染物平均排放系数确定单元和区域畜禽环境承载力确定单元，其中，水环境容量确定单元用于确定区...
【专利技术属性】
技术研发人员：王志刚，韩雪，李伟，郭立月，钟智康，文婷，马洪龙，
申请(专利权)人：北京大北农科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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