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。     

稻田与沟塘湿地协同原位削减排水中氮磷的效果

农田排水中过多的氮磷会造成水体富营养化以及面源污染等一系列水环境问题。本文提出控制农田面源污染的稻田沟塘湿地协同系统,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。研究结果表明：该系统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。其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%;该系统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%。本文研究结果可为该系统在我国的应用提供理论支持及实践指导。     

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。     

银南灌区控制排水实施效果分析

阐述控制排水的定义、作用、适用条件和运行管理要求,以宁夏银南灌区为研究对象,对该灌区水稻田的控制排水试验资料进行分析,试验结果表明:控制排水可以较常规排水抬高地下水位1.8 cm,有效减少50%左右的总排水量和46%左右的地下排水量,在满足水盐平衡的同时,减少了硝氮的排放量,不会对环境造成危害。控制排水在许多国家的应用也取得了很好的效果,所以控制排水技术值得大面积推广。     

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。     

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。     

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。     

内蒙古河套灌区浅明沟排水的应用

田间浅明沟排水工程是在实践运用过程中，从理论上对灌区水盐动态分析研究的基础上发展起来的，浅明沟排水工程具有（比深沟）占地面积少，沟边坡坍塌少，耗费能 少，水流通畅等优点，容易被生产部门所接受，目前已成为河套区田间排水的主要形式。结合河套灌区长胜万亩试验区田间阐明沟排水研究成果，简要介绍了河套灌区田间浅明沟排水的背景条件，布置形式及其排水排盐改卤碱地的效果。     

基于水环境保护的农田排水研究新进展

本文从控制排水、灌溉-排水-湿地系统、排水再利用、农田非点源污染控制四个方面总结了国内外在减缓农田水环境污染方面的农田排水研究新进展，介绍了控制排水等各项研究的技术方法、减轻化学物质流失的效果及影响因素，提出控制水位对农田化学物质流失的影响及对提高农田水分利用效率的作用、适应于农田排水的人工湿地系统及处理效果、排水再利用的灌溉模式及相应的控制结构形式、农田非点源污染的综合调控措施等应成为今后减少农田排水对水环境产生负面影响的主要研究内容。     

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。     

干旱地区灌区水盐运移及平衡分析

黄河流域多数灌区存在着耗水机理不清、水资源利用率低、土壤次生盐碱化等许多问题.为合理配置和有效利用灌区地表、地下水资源,改善灌区生态环境,本文选择内蒙古河套灌区的义长灌域作为研究区域,建立了非农区一农区一水域的水盐运移及均衡模型,并利用该模型对水分在各个环节的转化与消耗、以及水盐的迁移进行了定量分析.结果显示,农区脱盐量的75%随地下水迁移到了非农区.说明了灌区内排水和旱排的重要性.     

水管理策略对土壤水盐动态和区域地下排水影响的模拟评价

以宁夏惠农灌区平罗试验区为对象，基于田间观测与灌溉试验结果，在田间尺度采用SWAP模型开展不同地下水调控深度与灌溉制度相结合的水管理方案下土壤水盐动态的模拟，在区域尺度采用MODFLOW模型进行不同水管理方案对区域地下排水量影响的模拟评价，据此分析土壤水盐动态过程和农田排水系统的作用，对拟定的各种水管理方案进行评价。结果表明，现状灌溉用水量虽有助于减少表土盐分积聚，但地下排水量占灌溉用水量的39．4％；现状灌溉用水量减少50％时，浅埋地下水位会加重表土积盐；现状灌溉用水量减少25％时，作物根区没有产生明显的积盐，地下排水量减少31．4％。因此，较为合理的水管理方案是将现状灌水量减少25％的同时将地下水埋深控制在70cm以下，才能达到节水、增产、改善农田水土环境的目标。     

减少氮、磷流失的多目标控制排水模型

运用多目标决策技术,减少农田排水氮、磷输出,保持适宜作物生长的土壤含水量,探讨地表控制排水的控制时间。通过田间试验和SPSS回归模拟,应用均值土壤一维垂直入渗Philip公式计算累计入渗量,研究田间尺度降雨排水中氮、磷浓度的变化规律,拟合控制排水氮、磷浓度对数函数模拟方程。建立减少氮、磷流失和排涝、除渍的多目标控制排水模型,提出求解模型的非劣解和均衡解的方法。     

暗管排水与节水灌溉条件下盐渍化农田水盐分布特征

灌溉淋洗压盐系盐碱地改良的主要措施,但同时也会造成地下水上升,带来随作物生育期逐渐出现的土壤耕层的返盐现象,其与暗管排水结合则可提高脱盐效果。为了研究暗管排水条件下的油葵在拔节期增加不同的灌水量对盐碱地(施加30 t/hm~2脱硫石膏,土壤耕作层掺入85.05 m~3/hm~2细沙)土壤水盐及土壤酸碱性分布的影响,设计了暗管排水结合传统灌溉处理、暗管排水结合节水灌溉处理、暗管排水结合无灌水对照处理3种处理,通过监测土壤EC值、pH、含水率,分析暗管排水结合传统灌溉与节水灌溉对重度盐碱地土壤的水分、盐分及酸碱程度的时空变化特征。结果表明:与对照处理对比,传统畦灌方式下灌水处理降低了土壤含水率,对0～20 cm土层的脱盐效果明显;在暗管排水的基础上,对照处理的油葵地0～60 cm土层的EC值为3.49～0.67 d S/cm,节水灌溉处理的EC值为1.71～0.33 d S/cm,传统灌溉处理的EC值为3.75～0.27 d S/cm;虽然传统灌溉在灌水后10 d左右降低了0～100 cm土壤盐分,提高了土壤的含水率,但传统灌溉处理下油葵在开花期0～40 cm土层的含水率比对照处理低,且40～100 cm土层的返盐程度是节水灌溉的2～3倍;对照处理下0～60 cm土层的pH为7.54～8.65,节水灌溉处理下pH为7.51～8.89,对照处理下40～100 cm土层的pH为8.29,传统灌溉处理下pH为8.1～10.85,节水灌溉处理的土壤在0～100 cm的土层呈现脱碱的状态,高的灌水量使土壤有碱化的可能,尤其是在20～40 cm土层。暗管排水条件下在油葵拔节期进行节水灌溉有利于土壤脱盐、脱碱。     

黄河三角洲暗管排水系统排水效果模拟研究

我国黄河三角洲地区地势平坦,地下水埋深浅、含盐量高,夏季降雨集中,农业生产受到土壤盐渍化与涝渍灾害的威胁.因此排水系统建设是保证粮棉生产的一个重要条件.由于现行的排水设计规范依据的是农田水分调节的平均情况,忽略了水文过程的随机性与地区水文要素的特点.本文使用田间水文模型DRAINMOD模拟研究了黄河三角洲地区暗管排水系统布置的排水效果.模拟结果显示:在有效控制土壤盐分的前提下,采用“浅密型”暗管布置能够更好地调控农田水分,保证作物的正常生长;该布置能够显著减少地下排水输出,增蓄雨季淡水,有利于三角洲地区农业非点源污染控制及生态环境保护.“浅密型”暗管布置在防涝排渍以及防止海水入侵方面均优于当地现有的深沟型明排系统.本研究成果可为黄河三角洲地区农业生产发展与生态环境保护提供技术支撑.     

沟(河)水利用对宁夏惠农渠灌区水均衡影响的模拟分析

近年来宁夏惠农渠引水量减小,灌溉缺口增大,从排水沟道和黄河提水补充灌溉成为多水源利用的重要模式,但目前对沟(河)水利用对灌区水均衡影响的认识并不清晰。本文利用平原绿洲散耗型水文模型对惠农渠灌区2007—2011年水均衡进行模拟,分析了沟(河)水利用对水均衡的影响。研究区水平衡受引黄河水、降水、沟(河)水和地下水等多种水源的影响,在以水稻为主的上游地区和引水相对困难的下游地区,沟(河)水占灌溉地总补给水量的比例超过30%。以位于上游的第二管理所和位于下游的第七管理所为例,如不利用沟(河)水灌溉,模拟得到的两个分区作物蒸散发量分别减少12.6%和7.7%,且主要发生在6—8月。对于利用50%现状沟(河)水和不利用沟(河)水两种情景,模拟得到的2011年第二管理所灌溉地平均地下水埋深分别下降0.25 m和0.54 m,而第七管理所灌溉地平均地下水埋深分别下降0.22 m和0.50 m。沟(河)水利用对于惠农渠灌区作物耗水具有重要作用,也与地下水等其它水源存在相互转化。本研究可以为惠农渠灌区的多水源综合利用和配置提供科学依据。     

长江流域水系连通性对河流健康的影响

从健康长江3个方面的标准分析了水系连通性对长江水质、湿地生态环境、水生动物资源、防洪及水资源利用等方面的主要影响。结果表明,由于水系联通,通过水体的流动和扰动,增强了水体的复氧、自净能力,同时也使污染水体稀释的速度加快,对于改善水体水质、治理水体污染具有重要作用。维持水系连通可以明显地改善湿地生态环境,维持湿地生态环境及生物多样性,保障防洪安全和水资源可持续利用。     

区域水土特性参数时空变异分布特征及相关分析

作者应用地质统计学原理与方法,在山东簸箕李引黄灌区开展大尺度区域水土特性参数时空变异性的研究,描述农田排水、地下水、表层土壤中含盐量的空间与时间变化分布趋势和特征,分析其间存在的相关关系。结果表明,在一个完整的水文循环年内,研究区域的水土特性参数之间具有相近的空间变异分布状态和特点,但却表现出不同的时间变异分布趋势与特征。农田排水和表层土壤的含盐量随季节变化的分布状态在灌区上、下游相对稳定,在中游却变化明显;地下水的盐分浓度在整个灌区的分布状况没有呈现出明显的时间变异性。在春季至初夏时段内,农田排水中含盐量的增加似乎对地下水水质的影响较小,而对表层土壤积盐状况影响较大。研究成果为灌区制定合理的水资源利用与农田水土管理策略提供了理论依据。