基于“源”、“汇”过程的农业非点源污染模型构建及应用

根据农业非点源污染产移特点, 将农业非点源污染模型分为田间产污的“源”模块以及模拟污染物在排水沟渠中运移的“汇”模块, 其中“源”模块又包括农田灌溉(降水)排水子模块及农田灌溉(降水)排水中污染物浓度计算子模块。应用DRAINMOD模型模拟田间尺度的灌溉(降水)排水, 同时将农田的施肥和灌溉过程“合成”作为田间污染物浓度的脉冲输入, 以逆高斯分布作为综合作用函数, 建立农田尺度的灌溉排水污染物浓度估算模型, 二者结合构成农业非点源污染田间产污模块; 应用一维水动力学基本方程和非保守性污染物迁移方程, 建立农业非点源污染物沟渠“汇”模块。并以黄河上游青铜峡灌区为例进行了示例应用, 依据典型田块以及排水沟渠农业非点源污染监测试验资料, 结合灌区作物种植结构, 计算了2008年5~9月青铜峡灌区输出污染负荷, 结果为盐分470 099 t、总磷98.17 t、总氮3 593 t、硝态氮2 122 t、氨态氮426 t。通过示例验证, 表明所建模型具有较好的模拟效果, 可进一步推广应用。     

SWAT模型在青铜峡灌区的应用研究

由于青铜峡灌区退水量大,对退水量的预测较难。本文结合青铜峡灌区引黄水循环特点,在对自然流域水文模型SWAT完善的基础上,设置不同情景模式(不同节水方案),基于SWAT模型对不同节水模式下灌区水文过程进行模拟,分析不同水管理措施对灌区水循环转化的定量影响。研究结果表明:模型基本概化了研究区的参数,基本能够模拟青铜峡灌区的排水沟流量变化过程。利用校准后的模型初步定量模拟出如下结果:灌区实际多年平均蒸散量约为16.7亿m~3,地表径流汇入黄河的多年平均水量约为8.1亿m~3,地下水补给黄河的多年平均水量约为11亿m~3,地表水入渗补给地下多年平均水量约为19亿m~3。这可以为灌区进一步的节水灌溉发展提供科技支撑。     

不同运行期排水沟渠中氮的净化效应实验研究

以模拟排水沟渠静态实验为基础,以典型非点源溶质氨氮和硝氮为例,分析了不同运行期排水沟渠中氨氮和硝氮浓度的变化过程与影响机制。结果表明：不同运行期排水沟渠对水体中氨氮、硝氮均具有较强的净化效应,并表现出“快速净化,波动平衡”的特点,其中氨氮浓度的下降速度快于硝氮,氨氮“波动平衡”的浓度范围（≤2 mg·L^-1）低于硝氮（≤3 mg·L^-1）;实验初始阶段,运行期的不同对沟渠中氨氮和硝氮的净化速率有较大的影响,初始阶段的净化速率表现为：多年沟渠跃7 月龄沟渠跃1 月龄沟渠,除不同运行期非生态沟渠中硝氮的净化速率有显著性差异外,其余阶段均无显著性差异;不同运行期生态沟渠和非生态沟渠中氨氮浓度的变化过程,除 7 月龄沟渠的“波动平衡”阶段有显著性差异（P=0.03<0.05）外,其余均无显著性差异; 硝氮浓度的变化过程,1 月龄和 7月龄沟渠在实验初期和“波动平衡”阶段均有显著性差异,多年沟渠的净化趋势相似,无显著性差异。综上所述,本实验初步证明了增长沟渠运行期能够增强沟渠对氮素的净化能力,这对进一步探究排水沟渠的发育过程和生态沟渠的合理化设计与管理具有一定的借鉴意义。     

农业非点源污染研究进展和趋势

根据国内外农业非点源污染研究现状,本文在探讨农业非点源污染内涵及其特征的基础上,简要总结了农业非点源污染负荷的估算模型,列举区域农业非点源污染风险评估的手段和方法,从不同角度归纳了农业非点源污染的控制技术,并提出了近期农业非点源污染急需研究的热点和趋势,以期为进一步的农业非点源污染管理和控制提供参考。     

黄河流域农田灌溉节水措施浅析

黄河流域处于干旱半干旱地区，农业发展主要依靠灌溉，截止到1994年底，黄河灌域农田灌溉面积（含黄河下游引黄灌区）已达731万hm2，约占全流域总耕地面积的40％，耗水量占全河总耗水量的80％～90％。但是，由于管理水平、工程配套、灌水技术等多方面的原因，黄河流域农田灌溉水资源浪费现象严重。据有关资料分析，目前全流域灌溉定额为6000～15000m3／hm2，平均在9000m3／hm2以上。近年来，黄河水资源日益紧张，下游河道频繁断流，供需矛盾非常突出，这不仅束缚着沿黄经济带的迅速发展，也限制了黄河流域农田灌溉的进一步发展和壮大。因此…     

基于生态需水配置的额济纳绿洲恢复方案

在简要分析额济纳地区水分-绿洲驱动演变的基础上,分析了额济纳地区未来供水条件,并从生态系统的需水机理出发,提出了基于生态功能考虑的干旱区生态需水量计算方法。以《黑河流域近期治理规划》提出的分水指标和生态恢复水平为依据,综合考虑绿洲规模和生态功能之间的竞争关系,以生态需水为主要配制指标,提出了近期2010年额济纳绿洲的恢复方案。     

青铜峡灌区氮素流失试验研究

针对农业非点源污染氮素流失难以监测控制的具体特点,基于单元负荷分析,提出了负荷贡献率的概念,并在此基础上,建立了灌区氮素流失估算模型;利用青铜峡灌区2005-2006年灌溉周期灌排水质监测试验资料,对灌区年氮素流失总氮、硝氮和铵氮流失3种形态进行了估算.结果表明,青铜峡灌区年流失总氮4.11×104t、硝氮2.85×104t、铵氮0.55×104t,铵氮和总氮分别是黄河干流区间点源污染负荷的0.28、1.52倍,对黄河干流水质影响较大.     

基于有限资料的水土流失区非点源污染负荷估算

依据多沙河流的非点源污染特点,结合河流床沙中的污染物含量与流域内表层土壤污染物含量间的关系,提出了基于有限资料条件下的水土流失区非点源污染负荷估算方法,并以渭河流域华县断面为例进行了实际应用,结果表明：该法简单易行,资料需求程度不高,计算结果合理,可用于水土流失区非点源污染的初步估算;渭河流域华县断面非点源污染总磷负荷与汛期输沙量相关程度最高,达到0.91,而氨氮和硝酸盐氮分别为0.77和0.75,相对较弱;渭河流域华县断面丰沙年输出氨氮53 304 t、硝酸盐氮18 878 t、总磷237 387 t;而平沙年、枯沙年分别输出氨氮26 796 t,9 204 t,硝酸盐氮10 444 t,4 847 t,总磷144 431 t,82 740 t。     

青铜峡灌区农业非点源污染控制措施及其效果分析

农业非点源污染已成为当前影响水体环境质量的主要因子之一,对农业非点源污染控制措施的研究十分迫切和必要。青铜峡灌区农业非点源污染研究和相关监测试验表明,水分是当地农业非点源污染物产生和迁移的主要动力和载体,灌溉过程中应当加强田间水分管理,实施节水灌溉和控制排水,为改善田间土壤养分结构,强调实行和推广田间测土配方施肥技术。农田排水沟渠在输送农田排水的同时具有人工湿地的生态功效,可以充分利用生态工程技术降解吸附农田排水中的污染物,避免污染外界水体。     

青铜峡灌区土壤中三氮及盐分变化特征分析

以宁夏青铜峡灌区田间土壤中非点源污染物（总氮、硝氮、氨氮和盐分）作为研究对象,对土壤剖面进行分析。结果表明：表层土壤中各类污染物含量变化较大,基本上以60 cm深度为分界线,下层变化较小,而且作物生长期前后土壤中不同深度各类污染物含量变化与灌溉过程、施肥强度等关系密切;土壤中三氮含量变化幅度呈硝氮〉氨氮〉全氮的趋势,总...