改进暗管排水结构型式对排水性能的影响

提出一种占用耕地少、排水流量较常规暗排大且环境友好的改进暗排。基于室内土柱试验,分析改进暗排在地表积水、土体饱和条件下的排水除涝性能及其机理,提出地表积水土体饱和入渗条件下改进暗排排水流量的理论计算公式。结果表明,改进暗排可以有效提高暗管排水能力,试验条件下,反滤体宽度为2~6 cm的改进暗排在自由出流条件下的排水流量为常规暗排排水流量的2~3倍;积水层深度相同时,改进暗排排水性能随反滤体宽度的增加而增大,但增幅逐渐减小;土体介质和反滤体的渗透系数差别越大,改进暗排的排水作用越明显。理论方法计算结果与试验结果相吻合,证明提出的理论计算公式是合理可行的。     

经济驱动下的农作物种植趋向及其潜在环境风险研究

基于国家统计年鉴数据,分析了我国主要农作物种植结构的变化趋势,结合不同作物的收益情况以及对农民人均可支配收入的影响,对农作物种植趋向及其潜在环境风险进行了分析.结果表明,我国蔬菜、水果的种植面积有增加的趋势;种植蔬菜、水果的现金收益分别达51000元/hm2和54915元/hm2,约为水稻收益的4～5倍,农民人均可支配收入与蔬菜瓜果的播种面积存在一定的线性正相关关系,在经济的驱动下同时考虑种植条件,农民更有意愿种植蔬菜瓜果等经济作物.蔬菜、水果未利用的化肥量分别达到375kg/hm2和600kg/hm2,甚至超过了粮食作物的施肥量,产生的废弃物及秸秆量也不容忽视,其潜在环境风险更高.因此,应推广应用化肥减量及化肥替代技术,加强废弃物及秸秆资源化利用.     

我国玉米生产成本构成及成本节约建议

利用2018年全国玉米费用及用工情况数据,分析我国各地区玉米成本构成及主要的驱动因素,提出不同地区节约成本的重点措施.结果表明:(1)人工成本是玉米生产成本的最大消耗,人工成本、租赁作业费、化肥费以及种子费是构成玉米生产成本最主要的4个单项指标;(2)陕西地区单位产量的种子用量、甘肃省化肥投入、宁夏地区租赁作业费以及甘肃地区的人工成本为各地区最高;(3)除了通用的减少玉米生产成本的措施外,应当根据不同地区特点,针对典型突出问题进行有效控制.     

一种共沉淀回收构建载体的新方法

[目的]介绍一种新型的载体构建方法.[方法]利用乙醇可以使酶切反应中内切酶变性失活的特性对酶切产物进行回收和纯化,再将得到的混合沉淀溶解进行连接、转化.[结果]16～20 h长出单菌落进行PCR鉴定,转化后的单菌落有10％的阳性率,将阳性菌落提取质粒进行酶切鉴定,电泳条带正确,载体构建成功.[结论]利用产物混合回收方法成功构建了植物表达载体pCambia1301-cry3Aa,且省去酶切步骤,证明该方法是一种简便、实用的方法,具有一定的经济价值.     

白洋淀流域水环境风险评估综述

以白洋淀流域水污染问题为研究对象,对其水质现状、风险源和风险因子等方面进行总结和分析,并运用层次分析法初步构建了白洋淀流域水环境风险评估体系框架。最后,基于已有白洋淀流域水环境污染研究进展,提出以后应进一步加强的地方:①加强白洋淀流域水环境综合风险评估研究,并使用数学模型来综合评判白洋淀流域水环境风险水平;②加强风险预警技术的研究。利用新兴的互联网技术构建风险预警模拟模型,对水环境风险实施精确预测,并制定相应的应急处理措施;③加强农村污染问题的研究和治理。围绕“农业-农村-农民”三方面开展治理工作,同时加快推进有关法律法规等政策的宣传和落实。     

悬帷段作用下暗管排水流量计算公式探讨

暗管排水在降低地下水位过程中普遍存在悬帷段,悬帷段的存在对于暗管排水理论计算提出了挑战。该研究考虑悬帷段对排水流量的影响,提出了悬帷段作用下的暗管排水流量计算公式,基于HYDRUS模型得到不同暗管间距、暗管埋深、不透水层深度以及土壤质地条件下的排水流量模拟值及理论计算公式中的作用水头参数,对比分析了不同土壤质地以及悬挂水头影响下排水流量理论公式的适用性。结果表明提出的考虑悬帷段的暗管排水流量公式计算值与模拟值具有很好的吻合性,提出的6种组合公式计算值与模拟值相关系数均大于0.99,平均绝对误差均小于11%,其中Hooghoudt-Ploeg-B.И.阿拉文公式以及Hooghoudt-Ploeg-Kirkham公式误差更小,此2个理论公式也通过了已有文献的验证,而不考虑悬帷段条件时采用Hooghoudt公式计算得到的理论值则普遍小于模拟值,误差可能超过50%;从不同土壤质地来看,提出的考虑悬帷段的暗管排水流量计算公式在粉土和壤土的适用性最高,其次是砂土;此外,该研究初步证实了悬挂水头和单长暗管排水流量与渗透系数比值之间成线性相关关系。该研究成果对丰富和发展农田排水理论及技术有重要意义。     

青海省农业面源污染源特征分析

基于历史数据分析,阐明青海省农业面源污染来源的主要特征及发展趋势,提出基于不同畜禽养殖方式的畜禽养殖面源污染排放量的计算方法,揭示不同类型农业面源污染源的污染物产生量和潜在威胁,并提出主要污染来源的防治对策。青海省近30a来的农药化肥、地膜、秸秆以及畜禽粪便量总体上呈现增大的趋势,近5a来秸秆量出现小幅下降;在不同的畜禽养殖方式下,散户产生的面源污染负荷量最大,规模化养殖厂(小区)和养殖专业户的NH_3-N污染负荷较大,放养畜禽的NH_3-N和总磷面源污染负荷量不容忽视。2015年青海省畜禽粪便产生的进入水体形成农业面源污染的化学需氧量占98.8%,NH_3-N、总氮和总磷分别占90.2%、93.8%和93.9%。在主要农业面源污染防控措施方面,应大力加强畜牧业的污染治理,形成种植业与畜牧业的结合,建立良性生态循环模式。     

年径流系数变化特征及预测模型研究

以北京市漫水河流域为研究对象,对漫水河1956-2016年年降雨量、年径流系数变化特征及径流系数突变性进行分析,以2000-2016年代表现状下垫面条件,采用主成分分析法分析了时段降雨量和年降雨量对年径流系数的影响,并建立了年径流系数与主要降雨因子的线性主成分回归模型及基于LM(Levenberg—Marquardt)算法的BP神经网络模型。结果表明:漫水河流域年径流系数在过去的61年间呈极显著下降趋势,年径流系数从1956年到上世纪70年代初、上世纪70年代末到80年代末、2000年至今有3个急剧的下降趋势;现状下垫面条件下,短时期强降雨对年径流系数的影响较大,采用神经网络模型预测的年径流系数值和实测值相关系数0.99,平均绝对误MAE为0.002 6,均方根误差RMSE值为0.005,与回归模型相比,神经网络方法构建的年径流系数预测模型精度高,预测效果好。     

复杂土壤分布特征及暗管排水响应模拟

盐碱地中障碍土层的存在可能会导致排水工程无法充分发挥其应有作用,这对其治理提出了很大挑战。以宁夏回族自治区红寺堡为研究区域,实地取样调查了不同点位的复杂土壤分布特征,基于HYDRUS二维模型分析了不同黏土层位置对于暗管排水流量的影响作用,并提出复杂土壤条件下的排水建议。结果表明,土壤存在弱透水层且无其他治理措施时,土壤盐分普遍偏高,弱透水层的位置不具有固定位置和特征,总体来说,弱透水层厚度以10～20 cm偏多。当黏土层位于暗管层时,10 cm黏土层就会导致暗管排水量减少20%,暗管上部10 cm位置处的黏土层对于暗管排水效果影响最大,较常规地下排水量减少22%;当黏土层位置超过2倍暗管埋深时,对于暗管排水量的影响较小。根据不同弱透水层的位置,合理设置排水排盐方式对盐碱地改良具有重要意义。     

改进暗管排水条件下氮素分布特性模拟分析

为探究改进暗管排水的环境效应，基于田间试验数据，采用HYDRUS模型对模拟参数进行率定验证，模拟分析长期排水条件下改进暗排与常规暗排的排水特征、排水中的氮素含量以及土壤氮素的分布情况。结果表明，改进暗排作用下土壤硝化作用有所增强，改进暗排具有快速降低地下水位的作用；与常规暗排相比，改进暗排对于氨氮的削减具有较好作用，可减少氨氮46%，但也增加了17%的硝态氮量；对于土壤中氮素分布来说，暗管排水长期作用下，土层铵态氮和硝态氮含量最小值分别位于40~60 cm和20~40 cm土层,模拟结束时土层铵态氮和硝态氮含量最小值仅分别为初始值的5%和10%左右，常规暗排与改进暗排40~60 cm土层的铵态氮含量相差最小，差值仅为0.3 mg·kg^-1，与二者暗管层上部土壤硝态氮含量相差不大。