废污水灌溉对土壤和地下水水质的影响及控制

结合废污水灌溉现状,分析了各类污水灌溉区不同层次土壤中污染物含量和地下水水质状况,讨论了废污水中不同物质对土壤和地下水影响,并提出了科学灌溉的控制措施.     

银川平原主要水环境问题及其对策

基于野外调查、取样分析以及遥感影像等,介绍了银川平原水文地质条件及水资源利用概况,探讨了土壤盐渍化、湖泊湿地萎缩、地下水盐化、地下水超采以及土地荒漠化等水环境问题及其演化成因。结果表明:银川平原地下水主要接受渠系渗漏及灌溉入渗、大气降水入渗、平原周边地下侧向径流、洪水散失、黄河水等补给,地下水排泄方式主要是排水沟排泄、蒸发和人工开采等,大部分地区潜水埋深在3m以内;地表水主要来源于黄河引水,水资源利用效率不高;土壤盐渍化总面积8.17×10⁴hm²,呈逐年缩减的趋势,主要分布于银川平原北部,平原南部仅分布在邵岗东部、灵武东部秦渠和东干渠等;湖泊湿地总体呈逐渐减少趋势,主要分布在银川平原北部,永宁以北、平罗以南区域比较集中,滩涂沿黄河两岸分布;潜水总含盐量自西向东、自南向北不断增大;银川和石嘴山深层地下水超采严重,地下水降落漏斗面积已超过500km²;沙漠化土地分布在银川平原的东西两侧;土壤盐渍化及地下水盐化主要由潜水位埋深过浅,蒸发强烈造成的。最后,提出了防治上述水环境问题的对策:进一步加强水资源管理以及地表水与地下水联合调配;提高农业水资源利用效率;完善田间工程配套,实现渠道防渗管道化;改进田间灌溉技术;严格污水排放,积极开展污水净化处理,实行污水资源化;加强对水土环境质量的系统监测。     

开封市污灌区土壤重金属污染现状评价

为缓解农业用水压力,用处理过的污水灌溉农田在北方缺水地区非常普遍,不仅可以提高土壤肥力、促进粮食生产,而且可以解决污水排放问题,但是长期盲目的污水灌溉会导致土壤污染、土壤环境恶化等一系列问题.选取开封市惠济河污灌区农田土壤为研究对象,采取内梅罗指数法和Hakanson潜在生态危害指数法对灌区土壤重金属污染现状以及潜在环境风险进行评价.结果表明:长期污灌导致农田土壤受到Pb,Cd,Cr,Cu 4种重金属的污染,Cd污染最为严重;离污水河越近,农田土壤重金属的污染水平和环境风险越高;耕作层表层土壤重金属污染最严重.     

污灌区重金属和石油类环境影响评价

以石家庄市污灌区为研究对象,在分析预测未来30年污水水质特点的基础上,采用不同的灌溉制度,利用环境容量法,分析预测了在不同条件下土壤中重金属和石油类浓度的发展.针对该灌区土壤现状和污水水质特点,提出了合理污水灌溉技术的建议,保证以土壤为中心的生态系统的可持续发展.     

石家庄市污水灌溉对浅层地下水的影响

分析了石家庄市浅层地下水受污染现状,通过对污水灌溉区周围地下水样进行取样化验,运用地下水质量综合评价法进行评价,运用多项指标的综合污染指数法进行污染程度评价,并进行水化学分类.通过类比得出,石家庄市浅层地下水由于污水灌溉影响污染程度逐年加深.     

土壤重金属污染作物体内分布特征和富集能力研究

随着污水灌溉面积的持续扩大,研究污水灌溉带来的土壤重金属污染问题,特别是重金属污染物对土壤-作物系统的影响显得尤为重要.通过玉米作物污水灌溉实验、采样分析和生态调查,研究了由于污水灌溉造成的土壤重金属污染(Pb,Cd,Cr,Cu)在玉米体内分布特征和富集能力.研究结果证明,重金属Pb,Cr和Cu主要富集在玉米根部,少量向玉米作物地上部分迁移.玉米籽粒中4种重金属(Pb,Cd,Cr,Cu)的含量均在粮食及其制品中重金属元素限量之内,说明玉米籽粒基本没有受到污染,粮食生产处于安全状态.     

黄河南岸灌区土壤盐分运动及模拟

以鄂尔多斯黄河南岸灌区为研究区域,在分析其土壤盐分运动规律及影响因素的基础上,采用BP神经网络模型对耕作期浅层土壤盐分变化进行了模拟与预测。结果表明:同期降雨后不同区域可呈现不同的脱盐或积盐过程,降雨对土壤盐分的影响主要集中在土壤深度60 cm以内的浅层区域,减小灌溉强度可能造成土壤表层反盐;土壤盐分运动受到地下水埋深、土壤初始含盐量及灌溉水质等因素的影响,地下水埋深大于2 m后,地下水对土壤盐分的影响逐渐消失。BP神经网络模型对土壤盐分运动具有良好的模拟精度,减小灌溉强度后耕作层土壤呈弱积盐状态,4个灌溉周期后耕作层土壤盐分将上升4.7%。     

暗管排水条件下土壤盐碱性的监测与分析

以宁夏平罗县陶乐镇马太沟村220 hm~2暗管排水工程为研究区域,通过野外观测试验,利用10个观测井监测了暗管排水改良盐碱地的地下水动态、全盐量和pH值的自然变化特征。结果表明:暗管排水工程对地下水埋深的控制作用明显,可将地下水埋深控制在1.5~2.0 m;暗管排水条件下,土壤全盐量受地下水埋深下降影响而降低,二级暗管强排区的表层土壤全盐量降到1.74 g/kg以下,一级排水区降到0.7 g/kg以下,下层土壤均已下降到0.98 g/kg以下,即含盐量小于0.3%不影响作物出苗率;暗管排水条件下,土壤的pH值在灌溉季有微弱上升,但灌溉结束后pH值下降,总体下降到9以下。     

银川平原与地下水相关的生态环境及演变

针对银川平原与地下水相关的土壤盐渍化、土地荒漠化、湖泊湿地面积萎缩,以及地下水水位持续下降等生态环境问题,结合遥感解译技术,对存在各种生态环境的分布、历史演变过程进行了分析.结果认为,银川平原各种生态环境问题的产生主要是由于引黄灌溉方式的不合理和人为盲目开采地下水造成的;从地下水及生态环境可持续发展的角度出发,提出了对各种生态环境问题整治的措施,即完善排灌系统工程;竖井排水调控地下水位;坚持以林牧为主,多种经营综合治理;强化管理,严惩破坏行为.     

污水灌溉问题分析

介绍了污水灌溉的概念、方式及其发展历史,指出在当前水资源紧张和污灌技术已经比较成熟的情况下进行污水灌溉的可行性,重点介绍了以色列的污水灌溉优化模型,最后提出污水灌溉存在的问题并给出了相应的对策.     

Effects of irrigation efficiency on chemical transport processes

Irrigation practices greatly affect sustainable agriculture development. In this study, we investigated the effects of irrigation efficiency on water flow and chemical transport in soils, which had significant impact on the environment. Field dye staining experiments were conducted at different soils with various irrigation amount. Image analysis was conducted to study the heterogeneous flow patterns and their relationships with the irrigation efficiency. Irrigation efficiency and its environmental effects were evaluated using various indictors, including application efficiency, deep percolation ratio, storage efficiency, and uniformity. Under the same irrigation condition, soil chemical distributions were more heterogeneous than soil water distributions. The distributions were mainly affected by soil texture, initial soil water content, and irrigation amount. Storage efficiency, irrigation uniformity, and deep percolation ratio increased with irrigation amount. Since the chemical distribution uniformity was lower than the water uniformity, the amount of chemical leaching increased sharply with decrease of irrigation uniformity, which resulted in high environmental risks of groundwater pollution.     

矿区开采沉陷农用土地质量空间变化研究

提出利用土地环境条件、土壤物理特性、土壤养分因子反映矿区土地质量．通过徐州矿区的试验研究，分析了开采沉陷引起的土地环境条件、土壤物理特性、养分因子的变化规律，得出：开采沉陷后土地产生附加坡度，排灌标准明显下降，农田林网防护范围缩小，地下水位埋深相对变浅；土壤物理特性中下坡位置土壤含水率明显升高，土壤容重几乎没有变化，总孔隙度在下坡处明显变小；而土壤养分因子上坡各项指标普遍低于对照田，下坡位置要高于对照田，上、下坡的养分因子平均值与开采沉陷前没有显差异，利用熵流指数模型分析知：开采沉陷后排灌条件差、防护林防护范围小、地下水位埋深不理想是导致开采沉陷区土地生产力下降的主要原因。     

河北石津灌区水循环组份特征及用水水平分析

选择河北省石津灌区作为研究区,利用收集的灌区资料分析灌区2004~2006年水循环组份特征,发现灌区水资源组成结构中灌溉和降雨所占比例为42%,潜水补给所占比例为16.5%,灌域降水量、潜水位和作物腾发量年内变化皆表现出了一定的规律性.选择渠系水利用系数、灌溉效率以及3个水分生产率指标计算了2004~2007年冬小麦生育期内灌区用水水平,结果表明渠系水利用系数和灌溉水利用系数2004~2007年平均值分别为0.51和0.4,而考虑了水资源在时间上的重复利用后,得到灌溉效率为0.66,通过计算灌域不同尺度水分生产率,发现该指标随着尺度的增大而减小,说明水平回归水很少.     

微咸水灌溉技术与土壤水盐调控方法

微咸水开发利用不仅有利于缓解水资源短缺问题,而且有利于地下水资源更新、淡水存储和环境生态建设与保护.微咸水灌溉带入农田大量盐分,改变土壤物理和化学特征,影响作物对水分和养分的吸收及作物生长过程,这些是合理科学而安全利用微咸水进行农田灌溉所关注的核心问题.因此微咸水灌溉条件下的土壤水盐分布特征及水盐调控方法研究,对于微咸水灌溉条件下维持土地可持续利用具有重要的科学意义和实际应用价值.分析当前研究现状并提出今后有待于进一步研究的问题,为微咸水安全利用提供参考.     

模糊识别模型在地下水资源承载力评价中的应用——以三江平原井灌区为例

三江平原是我国重要的商品粮基地,其发展经历了上世纪50年代的大开发和80年代开展的大规模旱田改水田工程,井灌水田比例逐年增加,现已形成了井灌区,井灌、渠灌相结合和雨养农业区的多种灌溉农业发展模式.为了合理开发利用三江平原水土资源,利用模糊识别模型对三江平原的地下水水资源承载力进行评价,同时利用级别特征值对三江平原地下水资源承载力级别进行划分,得到了满意结果.     

桂林市西城区地下水活动与岩溶塌陷的关系

地下水活动是岩塌陷产生的基本条件之一,大气降雨、人工开采和灌溉渠道渗漏是影响地下水动态变化的主要因素。地下水位频繁的升降一是改变了上覆土体的状态和强度,促进土体崩落;二是引起地下岩溶及土洞空腔内的正负压力交替变化,使周转岩土体失稳,而导致塌陷。地下水位波动频度愈高,地面塌陷易产生;在地下水强径流带,塌陷分布料为密集。人为抽取地下水改变了地下水天然流场,形成水位下降漏斗及强径流带,并使水动力条件突变     

SWAP和SWAT在柳园口灌区的联合应用

以河南柳园口灌区为背景,利用SWAP和SWAT分别建立模型,并进行了率定和验证.利用SWAT模型提取各水文响应单元的水平衡要素作为SWAP的输入,实现作物产量的空间分布式模拟.联合应用SWAP和SWAT模型模拟分析了不同灌溉水源及作物种植结构下灌区水平衡要素、作物产量和水分生产率的变化规律以及水分生产率随尺度的变化规律.结果表明,区域平均蒸发蒸腾量、产水量、土壤含水量变化、渗漏量都随着井灌面积比的增加而减少,合适的井灌面积比有利于控制适宜的地下水埋深,从而减少潜水蒸发损失,防止由于地下水埋深过深而导致取水困难;现有水稻种植区改种旱稻,区域平均蒸发蒸腾量、产水量、土壤含水量及渗漏量都减少,但变化幅度较小,同时水分生产率降低;现状条件下随着尺度的增大,灌溉水分生产率增大,蒸发蒸腾量水分生产率稍微降低,毛入流水分生产率变化不大.