稻田磷素流失及其环境效应分析

根据稻田磷素流失和环境效应的研究成果,对稻田磷素运移规律和环境效应进行了分析和总结.对磷素在稻田土壤和径流中的迁移方式和规律,稻田磷素流失的机理和影响因素、稻田磷素流失的环境效应以及相应的研究方法和控制措施进行了初步探讨,并结合国内外的实际提出稻田磷素研究领域的研究重点.     

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。     

应用DRAINMOD-N II模型对暴雨后稻田排水量和氮素模拟

为研究暴雨后稻田氮素的排放过程,在宿迁市船行灌区开展了试验,测定了常规灌排和控制灌排模式下暴雨后NH_4~+—N、NO_3~-—N的浓度和稻田排水量,并用DRAINMOD-N Ⅱ模型对暴雨后稻田排水量、NH_4~+—N和NO_3~-—N流失负荷进行模拟。试验结果表明:控制灌排模式可以显著减少雨后稻田排水量和氮素排放量;在两种灌排模式下,DRAINMOD-N Ⅱ模型对雨后排水量模拟值与测量值的相对误差RE在2%以内,相关系数R在0.98以上,模拟效率系数NS在0.96以上,对NH_4~+—N和NO_3~-—N流失负荷的模拟值与测量值的相对误差在5%以内,相关系数R在0.95以上,模拟效率系数NS在0.90以上,因此通过模型率定得到的各参数值较为合理,可以利用该DRAINMOD-NⅡ模型对未来暴雨后稻田排水量、NH_4~+—N和NO_3~-—N流失负荷进行预测。     

排水农田氮素运移,转化及流失规律的研究

在总结文献和室内外试验基础上，对排水条件下氮素运移，转化及流失规律进行了分析研究；建立了一维、二维土壤水和地下水中氮素运移转化数学模型；探索了有限元数值计算法耦合求解水流和氮素运移模型，并提出了改进流线追踪法，克服已有简易计算方法中采用经验数据，精确方法计算繁复，且耗机时多的缺点，可用于排水农田氮素运移长期预报。     

秸秆还田条件下稻田田面水不同形态氮动态变化特征研究

为探索巢湖流域稻麦(油)轮作区水稻季减少农田氮素流失的有效耕作措施,降低其对湖区水质的威胁,采用野外定位观测试验并结合室内实验分析,研究了连续两年秸秆还田条件下稻田田面水总氮(TN)、溶解态氮(DN)、溶解态有机氮(DON)、铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)浓度的动态变化特征。结果表明,稻田施用尿素后第2天或第4天田面水的TN、DN、DON和NH4+-N浓度达到峰值,然后随着时间的推移迅速降低,至8~10 d后趋于稳定;在整个水稻生育期内,NO3--N浓度普遍较低;尿素施用后8~10 d之内是控制稻田氮素流失的关键时期,秸秆还田降低这一时期TN、DN、NH4+-N浓度的效果显著,而DON浓度差异未达显著水平。DN是稻田田面水氮素存在的主要形态,所占TN比例达63.2%~88.8%,尿素施用后6 d内DN又以NH4+-N为主,NH4+-N所占TN的比例为33.8%~69.9%。DON是稻田田面水氮素的重要组成部分,其生态环境效应不容忽视。秸秆还田还有利于水稻产量的提高,增产幅度分别为12.25%和7.68%,平均为9.96%。在保证水稻产量的前提下,秸秆还田可以作为控制稻田氮素流失的措施在巢湖流域使用。     

控灌中蓄及减量施肥对稻田氮素动态的影响

为寻求高效生态的水-肥管理模式以减轻稻田施肥所引起的面源污染,在浙江省余姚试验区采用对比试验观测田面水与各土层土壤水中氮素形态及其质量浓度,对不同水肥管理模式下稻田氮素的变化规律进行分析。结果表明:施基肥7 d后减量施肥,田面水的NH+4-N质量浓度均值为常规施肥的46.14%,NO-3-N质量浓度均值为常规施肥的83.62%;控灌中蓄节水灌溉模式与减量施肥耦合能延长田间水的滞蓄时间,使稻田氮素肥料快速入渗并较多地保留在作物耕层,提高氮肥的有效利用率,降低田面排水的氮素浓度,减少氮素的深层渗漏;施肥后4 d内田面水的氮素浓度较高,应控制排水以避免氮肥流失,减轻稻田氮肥施用所引起的农业面源污染。     

自然降雨条件下紫色土坡地氮素随径流迁移特征

为研究自然降雨条件下紫色土坡地氮素随径流流失的特征,采用野外径流观测法,对一紫色土丘陵区2013年4次典型降雨产流事件进行了监测,测定了径流量及径流中氮素的形态、浓度与通量的变化情况。结果表明:自然降雨条件下,地表径流和壤中流径流量均与降雨量呈显著的正相关性;径流方式对紫色土坡耕地氮素形态在径流中的分配影响显著;地表径流中的氮素以颗粒态氮的形式流失,而壤中流中的氮素以可溶态氮的形式流失;氮素随壤中流淋失是紫色土坡地氮素流失的主要方式。研究结果可为调控长江上游紫色土丘陵区氮素流失提供参考。     

川中丘陵区小尺度范围非点源氮素流失特征分析

为研究自然降雨条件下紫色土地块-小流域尺度农业非点源氮素随径流流失的特征,采用野外径流观测法,对2011年川中某紫色土丘陵区12次典型降雨产流事件进行了监测,测定径流量及径流中氮素浓度与负荷变化情况。结果表明:旱地流失负荷值远大于林地流失负荷值,且旱地氮素流失主要集中在施肥后的初期降水事件中,占流失总量的76.1%;壤中流氮素平均浓度为0.98~54.1mg/L;旱地氮素迁移有显著月变化特征,明显受到当地施肥习惯和汛期降雨量影响。陈家湾农林复合小流域氮素迁移特点分析表明,该小流域受到多种土地利用类型影响,径流氮素浓度波动范围不大;但在大雨降雨事件中,浓度在降雨后期有所升高,体现了"末期冲刷效应"。研究结果可为调控长江上游紫色土丘陵区氮素流失提供参考。     

水稻灌区高效水肥管理模式研究与示范

正提出了水稻不同生育期水分亏缺指数阈值、氮素亏缺诊断阈值;形成了基于无人机与智能手机平台的水稻水分亏缺诊断方法、氮素亏缺诊断方法;明确了不同水氮管理稻田氮磷流失规律,形成了水稻高效水肥管理模式。在节水灌溉稻田,引入了最新的实地氮肥管理技术,开展水肥联合调控,揭示了水肥联合调导体的氨挥发损失、深层渗漏损失、地表     

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。     

田间条件下土壤氮素运移的模拟模型Ⅱ田间检验与应用

本文通过冬小麦春季生长阶段的田间试验检验了土壤水、热和氮素联合模拟模型，结果表明土壤含水量、土壤温度以及土壤无机氮含量的模拟计算值与实测值吻合程度较好．应用经检验的模型和有关参数，模拟计算了不同灌水条件下土壤氮素动态，结果看出：在本试验条件下，在冬小麦返青到收获期间，各灌水处理１ｍ深处总体上不存在土壤无机氮淋洗渗漏，而是不同程度的上升补给．反硝化和氮挥发是氮素损失的主要途径．     

富营养化水体中微藻的生物控制技术发展动态

详细介绍了水体微藻的生物控制方法的发展动态。根据抑制微藻生物种类以及作用机制的不同,将生物法抑藻分为:大型藻抑制微藻、病毒抑制微藻、细菌抑制微藻、高等植物抑藻以及生态法抑制微藻。详细叙述了这5种抑藻方法及其国内外研究现状,并分析了这几种方法的不足。指出今后的生物抑藻技术研究方向是寻求一种控制藻类和氮磷去除相结合的方法,以取得藻类过度繁殖的短期和长期控制。     

基于改进的SWAT模型农业面源污染变化规律数值模拟——以赣抚平原灌区芳溪湖小流域为例

以赣抚平原灌区内的芳溪湖典型小流域为研究区域,基于改进的SWAT模型,针对典型水文年年内不同降雨条件,模拟灌区氮磷面源负荷的迁移规律,同时对灌区农业面源污染负荷流失量的空间分布规律进行了模拟分析。结果表明,降雨是氮磷负荷流失的主要驱动因子,氮磷流失量随降雨的波动而变化,并与降雨同步达到峰值。因此,在灌区需加强汛期田间水肥管理,以减少氮磷的流失,提高肥料的利用率;在相同降雨条件下,研究区氮、磷负荷流失量空间分布差异较大,呈现出水系上游流失量多下游流失量少的趋势;在防控和治理灌区面源污染时,可适当考虑面源污染的空间分布规律,采用沿途生态沟渠和湿地对灌区内的面源污染负荷进行稀释和净化,以达到减轻和治理面源污染的效果。     

水环境污染经济损失及农业经济损失探讨

水环境污染经济损失是绿色GDP的重要指标,针对绿色GDP的实施,采用影子价格法,构建适用于现有国民经济统计体系的污染经济损失核算模型,计算出2000年─2004年河北省水环境污染经济损失分别为242.37亿元、281.01亿元、334.07亿元、416.07亿元和555.12亿元,其中的农业经济损失部分分别为39.72亿元、46.08亿元、54.75亿元、68.19亿元和90.98亿元.     

氮在环境介质中的迁移转化研究进展

介绍氮在环境介质中的各种形态分布及相互之间的转化,概述氮转化的途径及机理,综合分析氮迁移转化的影响因素,归纳研究氮迁移转化机理的模型,提出氮污染物的控制措施以及今后的研究重点。     

水电站拦污栅锈蚀和堵塞增加水头损失的试验研究

以丰满水电站为工程背景，应用水工水力学模型试验方法研究了拦污栅锈蚀程度和堵塞状态与水头损失增量的关系．结果表明：拦污栅栅条锈蚀对水头损失的影响很大，锈蚀后水头损失增量可达原进水口损失的60％；拦污栅堵塞后，其对水流的阻力要比本身锈蚀对水流的阻力大的多，局部水头损失随堵塞率的增加而急剧加大．应用本试验结果对布尔可夫及丘金娜公式进行了修正，建议水电站拦污栅设计水头损失取值3～5m。     

蘑菇湖水库水环境现状及保护对策

对蘑菇湖水库主要污染源和水库水质现状进行调查评价,分析表明蘑菇湖水库污染严重,已失去养殖功能。为减少水库纳污量,控制水体进一步受到污染,提出治理措施和建议:石河子造纸厂是水库的主要点污染源,应修建氧化塘,废水处理后,达标排放;石河子市尽快建立污水处理场,对排污管网的污水进行处理,达到污水一级排放标准后,合理调度,减少水库纳污量。     

Intelligent control system based on blackboard concept for wastewater treatment processes

An intelligent control system for wastewater treatment processes has been developed and applied to full-scale, high-rate, activated sludge process control. In this control system, multiple software agents that model the target system using their own modeling method collaborate by using data stored in an abstracted database named ‘blackboard’. The software agents, which are called ‘expert modules’, include a fuzzy expert system, a fuzzy controller, a theoretical activated sludge model, and evaluators of raw data acquired by various online sensors including a respirometer. In this paper, the difficulties of controlling an activated sludge system by using a single conventional strategy are briefly reviewed, then our approach to overcome these difficulties by using multiple modeling methods in the framework of an ‘intelligent control system’ is proposed. Case studies of applications to a high-rate activated sludge process that treats BOD and nitrogen of human excrement are also presented.     

水轮机调速器液压控制型主配压阀的自动复中

根据国内水电站的运行要求和习惯，大型水轮发电机组的调速器在失去电源时，一般要求其主配压阀自动保持在中间平衡位置，从而使接力器保持在原来的位置。文中提出并实现了一种具有自动复中功能的液压控制型主配压阀的机械液压系统，在电站中已得到成功的应用。