灌区稻田控制排水对排水量及盐分影响的试验研究

宁夏银南灌区每年从黄河引水约16亿m3,其中超过一半的水量以排水形式退回黄河或湖泊湿地。监测数据显示目前排水的含盐量较低，排水过量现象严重，不仅导致了水资源的浪费，而且加剧了黄河及湖泊湿地的污染。造成这种现象的主要原因之一是现有灌区排水系统能力过剩。本文介绍了在该灌区水稻田进行的一项控制排水试验，研究了在生长期内抬高排水沟出口对田间排水和盐分变化的影响。试验结果表明，将深度为1m的排水农沟控制到60cm时，生长期内农沟地下排水量减少了50%左右。排水量减少后，田间地下水含盐量增长幅度仅为3.7%，远远低于影响作物生长的临界含盐量。因此，控制排水措施具有节约灌溉用水和减少农业非点源污染的重要意义。     

银南灌区控制排水后水盐平衡分析

根据在银南灌区进行的为期5个月的控制排水大田试验收集到的数据，分析典型周期内的排水量和水盐平衡情况，发现试验期内控制排水减少排水量的效果较为明显：在整个观测期内，控制排水区的地下水位比常规排水区平均水位抬高1.8cm，以单位面积的日排水量为指标进行比较，控制排水区减少49．5％的总排水量，减少的地下排水量是常规排水的45.9％。通过对控制排水区试验期内的水盐平衡分析发现引盐量略小于排盐量，控制试验区满足水盐平衡。     

DRAINMOD-NⅡ模拟暴雨后稻田排水及氮素变化

为探究暴雨后稻田排水与氮素流失规律,在宿迁市运南灌区试验基地开展了常规与控制灌排模式下暴雨后排水量及其NO-3-N和NH+4-N浓度的观测试验,并利用DRAINMOD-NⅡ模型模拟排水量及其NO-3-N和NH+4-N浓度。实测结果表明:控制模式与常规模式相比,排水量减少4.2%~54.9%,NO-3-N负荷减少39.9%~62.9%,NH+4-N负荷减少30.0%~63.3%,表现为次降雨量越大,减排量越大。模拟结果表明:2种模式各次暴雨排水量模拟值的误差均在10.0%以内,4次暴雨排水总量模拟值的误差在5.0%以内;4次暴雨排出的NH+4-N与NO-3-N负荷模拟值常规模式最大误差为6.0%左右,控制模式误差均在5.0%以内,2种模式的相关系数R与效率系数NS指标均较好。采用控制灌排模式能够有效减少排水量,提高雨水利用效率,减少NO-3-N和NH+4-N流失;DRAINMOD-NⅡ模型能够有效地描述暴雨后稻田排水及氮素运移过程。     

农田地表控制排水对排水中磷质量浓度的影响

为对比研究农田地表控制和非控制排水条件下,不同时段暴雨产生地表径流中磷质量浓度和总排水量的变化规律,进行平均降雨强度为0.49 mm/min、历时126 min的降雨排水试验。试验结果表明:非控制排水各时段平均磷排出质量浓度为8.48 mg/L,控制排水平均磷排出质量浓度为4.4 mg/L;控制排水量比非控制排水量减少了13.5%;非控制排水磷排出量为271.6 mg/m2,控制排水磷排出量为136.5 mg/m2。控制排水总排水量的减少和排水中磷质量浓度的降低,使得控制排水磷排出量仅为非控制排水的50.3%。农田地表控制排水显著减少了磷的排出量。     

节灌控排条件下氮磷迁移转化规律研究

针对我国灌排面积不断增加、水资源利用效率不高、化肥流失严重等问题,结合田间对比试验,考虑节水灌溉与控制排水的协同效应,通过控制变量法研究灌排因素对排水量、氮磷流失量的影响和土壤水中氮磷迁移转化规律,发现：浅灌深蓄（G1）模式下控制排水（L1）的排水量较非控制排水（L2）的排水量减少了7.59%,浅勤灌溉（G2）模式下L1的排水量较L2处理下减少了8.44%;同时L1处理下NO3--N、NH4＋-N、TN、TP流失量分别比L2处理下的流失量减少了34.08%、7.11%、11.31%、56.4%。由此可知,控制排水对减少排水量和氮磷流失量具有明显的效果,G1L1的灌排组合更有利于控制田间排水量、减少氮磷流失。     

运用DRAINMOD-N Ⅱ模拟平原河网地区稻田排水氮素流失量

运用DRAINMOD-NⅡ模型模拟分析了江苏省临湖灌区不同排水间距对排水量和氮素流失量的影响。结果表明，排水量受排水间距影响较大，氮素流失量在水稻生长前期受施肥和排水间距影响较大，氮素流失量与排水量变化趋势基本一致，控制排水可以有效地降低稻田氮素流失。     

不同节水灌溉模式的减排效果研究

为探讨不同节水灌溉模式的减排效果,在江西省灌溉试验中心站进行了两年的田间试验和测筒模拟试验,研究了淹水灌溉、间歇灌溉、蓄雨间歇灌溉3种节水灌溉模式对总氮、总磷和氮磷的减排效果.结果显示,与淹水灌溉和间歇灌溉相比,蓄雨间歇灌溉能够减少早稻排水量及排水次数分别为30%、3次,减少晚稻排水量及排水次数分别为100%、1次,减少氮磷排放量幅度分别为15%、35%左右,达到了减少排污的效果.     

土壤特性的空间变异性及PR1土壤水分速测仪的适用性研究

通过对河套灌区七排域明沟排水效益监测研究和对明沟运行现状,排水、排盐、侧渗情况的监测分析,表明在引黄水量逐年减少、地下水位逐年下降的新形势下,排水量逐年减少,排水任务相对减轻。节水灌溉实施后,节水灌溉必将成为灌区水利工作的中心;排水的方式、作用及规划设计标准、灌排关系有所改变。     

河套灌区七排域的排水与节水灌溉分析

通过对河套灌区七排域明沟排水效益监测研究和对明沟运行现状,排水、排盐、侧渗情况的监测分析,表明在引黄水量逐年减少、地下水位逐年下降的新形势下,排水量逐年减少,排水任务相对减轻。节水灌溉实施后,节水灌溉必将成为灌区水利工作的中心;排水的方式、作用及规划设计标准、灌排关系将有所改变。     

稻田与沟塘湿地协同原位削减排水中氮磷的效果

农田排水中氮磷流失造成了水体富营养化及面源污染等一系列水环境问题。提出了控制农田面源污染的稻田沟塘湿地协同系统(PEDWS)，研究了该系统及其各组成部分对农田排水中氮磷的削减效果及机理。结果表明：PEDWS可有效地减少稻田排水量，降低稻田排水中氮磷浓度，对稻田排水中氮磷实现原位削减。较传统灌排系统减少排水量73.03%，分别减少总氮(TN)和总磷(TP)流失负荷90.17%和79.53%；PEDWS中各组成部分都具有控污效果，其中稻田控制灌排可有效地减少稻田排水、降低排水中氮磷浓度和田间产污能力，控制灌溉稻田TN和TP负荷较传统灌溉减少53.72%和37.45%，明沟控制排水对稻田排水中TN和TP的去除率达到64.59%和54.35%，沟塘湿地能够有效地净化稻田排水中氮磷等污染，TN去除率达到37.13%，TP去除率达到27.32%。本文研究结果可为PEDWS在我国的应用提供理论支持及实践指导。     

控制排水对宁夏银南灌区水稻田盐分动态变化的影响

本文结合2004～2005年在宁夏银南灌区水稻田进行的一项控制排水大田试验，研究分析了控制排水措施对田间盐分动态变化的影响。结果表明：控制排水条件下0.3m深度地下水盐分的平均浓度略高于常规排水，并且该深度地下水盐分浓度在总体上比较稳定；在0.8m和1.2m深度，控制排水条件下的地下水盐分浓度明显大于常规排水条件下盐分的浓度，而且盐分受灌溉的影响程度要小于常规排水；最后，控制排水措施减小了田间浅层地下水盐分浓度的差异，而对深层地下水盐分浓度的空间差异影响较小。两年的试验研究结果说明控制排水措施对水稻田地下水盐分动态产生了一定程度的影响，但是并没有出现明显的积盐现象。因此，具有环保意义的农田控制排水措施可以在当地进行推广使用。     

透水模板浇筑混凝土拌合物水胶比试验分析

为研究透水模板降低混凝土拌合物水胶比的程度,对试验浇筑的混凝土拌合物试件采用微波法测定排水过程结束时由表及里的水胶比变化。试验结果表明:透水模板浇筑混凝土拌合物表层水胶比可降低40%～50%,水胶比减少最明显的区域位于试件浅表层15mm范围内;由于浅层形成滤饼,阻碍了更深部位混凝土渗透排水,故随距离表层深度的增加,水胶比变化变小。研究发现不同透水模板布对混凝土拌合物水胶比的改善效果存在差异;粉煤灰与减水剂掺量对透水模板使用效果也有一定影响。     

淮北平原区沟渠控制排水与不同植被覆盖条件下农田氮磷流失特征分析

为综合分析沟渠控制排水与植被覆盖对淮北平原典型农田氮磷流失变化的影响，充分发挥农田沟渠生态服务功能和环境效益。本文以利辛试验区不同沟渠断面的氮磷观测点数据为依据，分析沟渠氮磷养分流失特征规律。研究表明：控制排水期间车辙大沟春店闸下游断面 TN、NO3--N 浓度分别较闸上游减少 24.3%、19.7%，闸上 TP 浓度较闸下虽未显著降低，但随时间变化动态波动表现放缓。控制排水条件下的排水沟渠中 TN 和 NO3--N 浓度变化对植被盖度高低有更显著的响应关系，植被生长状态较植被覆盖度对 TP 流失有更好的吸收拦蓄作用。因此，通过在淮北平原大沟采取控制排水措施能够有效减少农田氮素向下游流失，并能促进植物对氮、磷的吸收拦蓄作用。     

通径法分析控制排水条件下影响棉花产量的因素

进行控制排水、自由排水及差异施氮对照试验,观测棉花各生育阶段生长指标和产量,用通径法分析得出影响棉花产量的主要因素是结铃数,其次是单铃重。无论施氮多少,自由排水和控制水位为80 cm处理结铃数较控制水位30 cm和50 cm处理的数量多,且控制水位为80 cm的处理结铃总数最多。控制水位80 cm的处理产量最高,其次是自由排水处理,控制水位为30 cm和50 cm的处理产量较低。施氮水平对棉花产量的影响不及控制排水措施明显;排水充分(控制水位为80 cm处理)但又不过度排水(自由排水),有利于增加棉花产量。     

通径法分析控制排水条件下影响棉花产量的因素简

 进行控制排水、自由排水及差异施氮对照试验,观测棉花各生育阶段生长指标和产量,用通径法分析得出影响棉花产量的主要因素是结铃数,其次是单铃重。无论施氮多少,自由排水和控制水位为80 cm处理结铃数较控制水位30 cm和50 cm处理的数量多,且控制水位为80 cm的处理结铃总数最多。控制水位80 cm的处理产量最高,其次是自由排水处理,控制水位为30 cm和50 cm的处理产量较低。施氮水平对棉花产量的影响不及控制排水措施明显;排水充分(控制水位为80 cm处理)但又不过度排水(自由排水),有利于增加棉花产量。     

农田控制排水与补充灌溉对作物产量和排水量影响的模拟分析

农田控制排水是减少硝态氮流失最直接有效的方法之一。本文利用典型涝渍区-淮北平原砂姜黑土地区实测土壤、气象、作物等资料,用DRAINMOD模型进行了长序列模拟分析,结果显示在当地气象条件下,干旱是影响冬小麦产量的主要因素,而涝渍则是影响棉花产量的主要因素。补充灌溉条件下,采用传统排水与控制排水两种措施的模拟结果显示,灌溉可使冬小麦产量得到大幅提高,但对棉花产量的影响不大。采取控制排水措施后,地下排水量大大减少,排水总量也显著降低,从而有利于区域水质的保护。     

防治大棚土壤盐碱化的水管理方案

针对大棚土壤盐碱化问题,在田间试验的基础上,应用水管理软件DRAINMOD模拟各种大棚农田水管理措施下土壤含盐量的变化过程。模拟结果表明:夏季揭棚,对于控制土壤盐碱化具有明显的效果;无排水措施时,即使在夏季揭棚让雨水淋洗,长期种植也导致土壤积盐过多,不适应蔬菜生长;对于0～40 cm表层土壤,控制排水的盐分淋洗效果好于自由排水,但对于40cm以下的土壤,自由排水的盐分淋洗效果要好于控制排水;在不揭棚时节,适当加大灌溉量有一定洗盐效果;在高温多雨时节揭棚,采用控制排水和常规灌溉量,是比较好的大棚水管理方案。