缺水·节水·管水思考

通过对全球及我国水资源短缺现状的分析,针对性地提出按流域成立有权威的、统一的水资源分配和管理机构是解决水资源矛盾的有效措施;高效节水是解决水资源矛盾的主要手段;依靠科技进步,实行开源与节流并举的对策与建议.     

Phytoremediation of Nitrogen-Polluted Water Using Water Hyacinth

ABSTRACT

Aquatic plants can be used for treating eutrophicated water in a simple and cost-effective manner, but many such plant systems remain to be characterized. The effects of growing Eichhornia crassipes on removal of nitrogen (N) from the eutrophicated water were investigated in a large-scale enclosure system installed in hyper-eutrophicated water in Hua-jia-chi pond, Hangzhou city, China. Total N concentration in the enclosures decreased from 2.1 to 0.50 mg L^{? 1} after growing Eichhornia crassipes for 44 d. Ammonium concentration decreased at least 2-fold after plant growth. Nitrite concentration decreased to below detection limit after growing Eichhornia crassipes for only 14 d and was maintained at that level afterwards. Chlorophyll a concentration (an indicator of water eutrophication) decreased to 10 μ g L^{? 1} after 44 d. The water transparency increased significantly, reaching the depth of 1.8 m (i.e., to the bottom of the pond) after 44 d. Eichhornia crassipes removed 21.7 kg nitrogen from 6,000 t of hyper-eutrophicated water in the enclosures, thus quickly and effectively improving the water quality. Growing Eichhornia crassipes is the first step toward re-establishing natural ecosystem functions in eutrophicated water bodies.     

Water Crises

Water, Air, & Soil Pollution -     

论水土、水土生态与水土生态保持

在论述水土在陆地生态系统中的地位和作用的基础上,提出了水土生态的概念,认为植被与水土不可分割的整体观念是水土生态的重要特征。同时,对水土生态保持的含义作了新的定义,并将水土生态保持划分为四大类型,即生态型、自然型、生产型、建设型。从水土生态的高度,从源头上、要素的联系中去认识和防治水土流失,是一种主动的、有机的、整体的水土保持观念,是水土保持认识观的深化和发展,将使水土生态保持事业进入一个崭新的时代。     

保水剂构件的保水保肥效果研究

[目的]针对水土流失造成的肥料养分流失及部分地区干旱缺水的问题,进行节水保肥的系列研究,阐明保水构件的保水保肥效果及其应用前景。[方法]利用保水剂加工成各种形状的保水构件,并使其获得的保水保肥效果优于把保水剂和土混匀的常规方法。[结果]在同等淋水量的情况下使用保水构件可减少65%的水分流失,N,P,K养分流失可减少89%以上;盆栽试验中,在干旱胁迫情况下,保水构件可使玉米增产155%;大田试验显示,自然降雨条件下,保水构件可使玉米增产26%,甘蔗增产10.5%且糖度增加。同时N,P,K养分下渗流失减少而对养分的吸收增加。[结论]系列试验说明保水构件可提高作物产量、质量和对养分的吸收。     

水土保持与绿水资源保护

绿水概念是由瑞典斯德哥尔摩国际水资源研究所水文学家Falkenmark于1995年首次提出的,它拓宽了传统水资源的范畴,更新了水资源的思维,引起科学界对水资源概念和水文功能的重新思考。在水资源越来越匮乏的严峻情况下,从绿水概念出发,可以看出"水土保持"概念的全面性,也更加明确了保水的思路和方法,为全面做好水土资源保护提供了理论基础。水土保持中"保水"的对象就是绿水,水土保持工程措施可以增加绿水比例,林草措施可以储蓄绿水,耕作措施可以提高绿水利用效率。应完善保水评价体系,加强绿水资源管理,发展保水技术,完整地宣传水土保持概念,树立完整的水土保持意识。     

关于水权及水权交易的若干法理思考

水资源是人类生存之本,有效的水权理论以及水权交易体制是保障水资源高效利用的重要条件。目前,我国法律对水权概念界定模糊,水权交易体制存在较大弊病,因此,有必要明确水权的内涵及其法律特征,对现行水权交易体制进行改革。     

海冰水灌溉对棉田水分及棉花产量的影响

采用海冰水（全盐含量为3‰）灌溉与井水灌溉对比,结合3种施肥措施：无机肥（传统施肥）、有机肥与无机肥配施、土壤调理剂与无机肥配施和不施肥处理,研究不同施肥条件下海冰水灌溉对土壤水分、棉花产量及水分利用效率的影响。结果表明：1）棉花整个生育期海冰水灌溉处理1m土层的土壤含水率均高于井水灌溉的处理,尤其在灌溉后0—40cm土层的土壤含水率差异显著,约为12个百分点。2）海冰水灌溉条件下,有机肥与无机肥配施、土壤调理剂与无机肥配施较传统无机肥处理均可显著提高盐碱地棉花籽棉产量,分别增产约10％、27％,井水灌溉处理也有相同的趋势,分别增产约12％、22％。3）无论井水或海冰水灌溉,有机肥与无机肥配施或土壤调理剂与无机肥配施均可显著提高棉花的水分利用效率,海冰水灌溉小区的棉花水分利用效率,两种施肥处理均高于传统无机肥处理,约为8％、30％。两种灌溉水源对棉花产量和水分利用效率均无显著影响。     

关中地区农村典型涝池水体污染物特征及其水质现状调查与分析

[目的]探究影响涝池水体水环境质量的主要原因,以期能为涝池水体水环境保护和水质状况改善提供科学依据。[方法]从涝池的功能、容量、面积和结构等方面出发,选取陕西省杨凌农业高新技术产业示范区8个具有典型代表性的涝池,对涝池水体pH值、溶解氧、化学需氧量、氨氮、总磷、总氮进行测定,同时对水质样本点各污染物指标进行参数检验,并应用单因子指数等方法对其综合评定。[结果]①点源污染型涝池在不同采样点位置水体污染物浓度差异显著(p0.05),各涝池总氮、总磷平均浓度范围分别为:4.70～78.13 mg/L,0.03～4.27 mg/L;氨氮平均浓度范围为0.36～39.18 mg/L;化学需氧量平均浓度范围为33.0～1 067.40 mg/L;溶解氧平均浓度范围为1.5～7.3 mg/L;pH值大小平均值范围为7.85～8.64;②大部分涝池水体污染严重,水质均为劣Ⅴ类,污染物主要以氮类污染物指标为主;③调查区涝池水质污染程度排序为:点源污染+有措施面源污染+无措施点源污染+无措施。[结论]布设污水处理设施及池底防渗措施对于改善涝池水环境状态较为重要。此外辅以内源水体的相关修复及管护工作,效果将会更好。     

华北平原水氮优化条件下不同种植制度的水分效应研究

以华北平原冬小麦夏玉米一年两熟制、冬小麦夏玉米春玉米两年三熟制和春玉米一年一熟制轮作体系为对象,研究了不同种植制度下作物的产量、根层土壤水分动态变化和水分利用效率。结果表明,不同种植制度对产量、耗水和水分利用方面影响显著。一年两熟制下作物的产量、耗水量和水分利用效率均显著高于两年三熟制和一年两熟制,但是降雨量仅能满足总耗水量的72.9%,仍需较多地下水补充灌溉。两年三熟制降雨量能够满足作物耗水量80.4%,产量、耗水量和水分利用效率较一年两熟制分别减少23.1%,12.0%和15.8%。一年一熟制降雨量能够满足作物耗水量的89.2%,产量、耗水量和水分利用效率较一年两熟制分别减少45.2%,27.3%和30.7%。一年两熟制和两年三熟制的各层土壤水分在两年内呈现波浪型变化趋势,一年一熟制各层变化趋势较为平缓。两年三熟制和一年两熟制有利于提高土壤蓄水量,减少灌溉量,进而减少对地下水资源的抽取。两年三熟制降雨量能够较好地满足作物耗水量,产量和水分利用效率介于其它两种种植制度之间,与其它两种种植制度相比;能够兼顾水资源的可持续利用和粮食安全。春玉米高产的适宜栽培措施有待于进一步研究。     

桐城市农饮工程水质安全问题及对策

桐城市农饮工程的建设确实解决了该市部分地区的季节性缺水引起的饮水困难，但在对该市部分农饮工程的水质监测过程中发现有些水源存在一定的水质安全隐患，一些水质指标微量超标，但该类水源经简单水处理后可满足饮用，对此进行统计后提出一些具体对策。     

南水北调水源区略阳片水质安全问题与对策

略阳县系南水北调中线工程重要的水源保护区,全县汉江流域水土流失面积449 km2,水土流失影响了水源区的水质安全。略阳县水源保护工作存在的主要问题是:水土流失严重,加大了水源区水质保护的难度;面源污染对水源区水质影响严重;水源保护与县域经济发展的矛盾日趋突出;生活污染对水源区水质影响不容忽视。针对存在的问题,提出了提高山区县生态环境治理投入标准、对退耕还林和移民搬迁给予补偿、对地方财政和工矿企业予以补偿、对水源补偿机制予以立法规范等对策。     

魔芋超强吸水剂的保水性及水分活度研究

对魔芋超强吸水剂(KSAP)粒径,溶液的pH值以及不同种类化肥溶液对KSAP吸液能力的影响进行了分析研究;测试了不同吸液率凝胶水分活度,并与植物根系水分活度进行了比较;且对KSAP的农林保水应用进行了尝试。结果表明,KSAP在pH值为6~8,KSAP粒径>1 mm时,吸液性能最好;不同种类的化肥溶液对保水剂吸液倍率的影响按:(NH4)2SO4>KH2PO4>Na2SO4>KNO3>KCl>(NH2)2CO>去离子水的顺序递增;吸液率大于100倍时KSAP的水分活度高于植物根部水分活度,可充分提供植物生长所需水分且可有效减缓水分的自然流失和蒸发。     

沉水植物对再生水景观水体水质变化的影响和净化效果

为揭示沉水植物对以再生水作为水源的景观水体富营养化变化趋势的影响和对水体水质的维持和改善作用,对西安市一个再生水景观水体开展了不同区域和不同季节的水质监测试验,并采用室外玻璃缸装置研究伊乐藻和轮叶黑藻对再生水中氮、磷等营养盐的去除效果。结果表明:有沉水植物生长的区域氨氮、总氮浓度明显低于主湖区,且水质能够维持在低富营养化状态。伊乐藻和轮叶黑藻对再生水水质具有良好的改善作用,且伊乐藻优于轮叶黑藻。伊乐藻对再生水中CODCr、氮、磷的去除率分别为38.55%～57.54%,43.13%～51.81%和61.76%～77.45%,可使水体中叶绿素a含量维持在20μg/L左右,对藻类具有较好的抑制作用,可作为西北地区再生水景观水体水质修复的先锋植物。     

土壤初始含水量对微咸水入渗特征影响

由于淡水资源短缺,微咸水开发利用成为缓减农业水资源短缺的重要措施。但由于微咸水中含有各种盐分离子影响土壤人渗特征,并对不同土壤初始含水量会表现出不同影响程度。本文进行了不同初始含水量条件下微咸水人渗试验．结果表明在低含水量情况下,土壤累积人渗量随着含水量增加而增加,但在高含水量表现不很明显。同时利用Green—Ampt人渗公式对实验资料进行分析,发现随着含水量增加土壤饱和导水能力增加,而湿润锋处吸力减少,与利用饱和导水能力测定结果相一致。     

水土保持对流域水资源的影响

从水资源的自然属性和可持续发展的观点出发,阐述了水土流失区为改善生存条件优先使用水资源的必要性和迫切性,分析了水土保持措施在减少河流泥沙、调节径流、改善水质等方面的作用,以及对河川径流的影响,肯定了水土保持措施对水资源保护和可持续发展利用的正面效应,指出了生态用水的必要性。     

水土流失对水资源利用的影响

以宝鸡峡灌区为例,分析了由于水土流失导致河流高含沙量对水资源利用产生的不利影响。对宝鸡峡灌区六个水库联合调节计算的结果表明:河流含沙量与宝鸡峡灌区水资源利用的影响关系,指出宝鸡峡灌区水资源利用最根本的问题是流域水土流失问题。解决问题根本出路在于加快渭河上游水土流失治理,减少河川径流含沙量。同时,提出通过沙限的合理选取提高灌区水资源的利用率的调节利用途径。     

基于植物水分生理的节水灌溉效果评估

以新垦绿洲主干防护林树种俄罗斯杨（Populus russkii Jabl.）为研究对象,通过对A（膜侧细流沟灌,灌溉定额3 750m3/hm2,少量多次灌溉）和B（漫灌,灌溉定额7 500m3/hm2,隔月灌）灌溉方式下俄罗斯杨树干液流、当年生枝条水势（ψs）以及叶片光合特征的同步监测,结合气象因子数据,分析比较2种灌溉方式下的俄罗斯杨水分生理特征。结果表明：B方式下俄罗斯杨树干液流速度与A方式比较有所降低,日均下降4.7%,但差异未达到显著水平（Sig.〉0.10）;2种灌溉方式下俄罗斯杨当年生枝条水势没有通过差异显著性检验（Sig.〉0.142）;A方式下的俄罗斯杨叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、瞬时蒸腾速率（Tr）、水分利用效率（WUE）均高于B方式的。综合分析认为,A方式节水效果显著,能够满足研究区俄罗斯杨生长的水分需求,过度灌溉会对俄罗斯杨产生不利影响;植物液流、水势等水分生理指标可做作调控和节水灌溉的科学依据。