生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素的去除效果

为研究灌排调控下生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素的原位削减效果,探讨低碳氮比对于系统氮素去除效果的影响.依据大田试验观测资料,分析了控制灌排模式下生态沟-湿地系统水体中氮素质量浓度变化规律和碳氮比分布特征.结果表明,控制灌排模式下生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素去除效果显著,施肥后排水中TN,NH4＋-N和NO3--N质量浓度出现峰值,在农沟拦蓄后质量浓度大幅下降,氮素平均去除率分别为63.9%,67.8%和83.2%.进入湿地再次净化后,氮素质量浓度进一步降低,平均去除率分别为47.7%,44.3%和82.0%.控制灌排模式下系统水体中有机质对水环境影响较小,水体碳氮比水平总体偏低.控制灌排模式下生态沟-湿地系统很好地实现了对氮素的原位削减,低碳氮比对于系统氮素去除效果的影响不大.     

稻田梯级生态排水试验研究

为了研究稻田梯级生态排水技术对减少稻田排水氮、磷流失的效果,探讨适合的稻田拦截区改造比例,采用测桶试验开展不同面积拦截区稻田排水氮、磷拦截试验。结果表明:利用小块稻田作为拦截区对大块稻田排水氮、磷进行拦截具有可行性,拦截区面积达到大田面积1/10时,可以拦截排水中的总氮44.7%,总磷50.4%。综合考虑拦截区对氮、磷的拦截效果和水稻减产的影响,建议拦截区面积取大田面积的1/10。     

生态袋护坡排水毛沟排水排盐效果研究

滨海低平原区有地下水位埋深浅和土壤盐碱化的问题,而田间排水是解决这一问题的主要方法。田间排水通常采用自然排水沟或混凝土排水沟的形式,而生态袋护坡排水沟的坡比较小,可以在一定程度上节省工程用地,但其排水排盐效果仍有待分析研究。因此,本试验以天津市滨海新区北大港农场为研究对象,采用盐度计和烘干法,对布设生态袋护坡排水毛沟的田间土壤进行含水量和含盐量的取样实验,对其排水排盐效果进行分析。研究表明,生态袋护坡排水毛沟与自然排水毛沟相比,不仅可以实现自然排水毛沟的排盐效果,并且可以在保证灌溉排水流量的同时,降低边坡系数,减少耕地占用。     

稻田的暗管排水

在低洼圩区或丘陵区山冲的麦稻两熟制或麦稻稻三熟制农田中,为着提高小麦产量,不少地区设置了田间暗管排水工程,在小麦生长期控制、降低地下水位。而在水稻生长期内,则把排水口封住,使其不起排水作用。但是,是否能够仍然利用这套暗管设备,在水稻期进行暗排,适当控、降地下水位加大渗漏量,以提高水稻产量,以及如何在水稻季节进行暗排,则是一个充分发挥暗排工程效益的十分有意义的问题。以下根据我所几年的试验观测成果,对此问题进行粗浅的分析探讨。     

不同湿地-稻田面积比下茭白-茨菇湿地系统对稻田排水中氮素去除效果的研究

为了研究茭白-茨菰湿地系统对节水灌溉稻田排水中氮素的原位消减效果,探讨不同湿地-稻田面积比对系统氮素去除效果的影响,通过大田试验观测,分析了稻田排水进入湿地后氮素浓度的变化规律和湿地-稻田面积比(1∶10,1∶7和1∶4)对氮素去除效果的影响。结果表明,稻田排水进入湿地系统经过7~14 d的净化后其铵态氮(NO+4-N)、硝态氮(NO-3-N)和总氮(TN)的浓度下降范围可以维持在83.6%~88.7%、59.6%~94.3%和72.6%~88.9%范围内,不同湿地-稻田面积比间氮素的去除率有所差异,但差异不大。此外,氮素浓度在排水进入湿地系统后的前3~6 d内其去除效果明显,均呈指数趋势下降,且其去除率均达到56%以上,而后2~4 d则趋于平稳降低,其去除率均低于30%。总体上来看,1∶4湿地对氮素负荷截留量最小,1∶10湿地截留量最大,但不同湿地对氮素负荷的去除率相差不大,均维持在93%~98%以内。     

人工生态池对稻田排水的减污效应分析

分析人工生态池不同水生生物对于稻田排水的净化作用。选取不同的挺水植物、浮水植物以及沉水植物,开展稻田排水人工生态池净化试验,分析不同水生植物对于稻田排水中的TN和NH₄⁺-N等污染物的净化作用。人工生态池对于稻田排水中TN、NH₄⁺-N的净化效果明显,不同水生植物在净化后第6～7 d左右均能够将污染物浓度降低到排水前的水平。其中黑藻对于TN、NH₄⁺-N的去除效果最好,净化4天即可达到90%以上的去除效果。人工生态池能够有效地净化稻田排水水质,减少农业面源污染的排放;黑藻的净化效果最好,适宜在人工生态池中进行推广种植。     

基于投影寻踪模型的稻田控制排水方案优选

针对水稻田控制排水方案评价指标的不相容性问题,提出了水稻田控制排水方案综合评价的RAGA-PP方法,并运用该方法对水稻全生育期内蓄水条件下16种不同控制排水方案进行了综合评价,评价结果很好地反映了各项评价指标对综合评价目标的贡献大小以及各种控制排水方案的优劣,对农业生产实践起到一定的指导作用。     

稻田灌溉回归水的利用和水质研究

稻田灌溉回归水的利用和水质研究日本在三角洲河网地区，用抽水机抽水，通过管道系统将灌溉水输送到稻田，稻田的排水又回到河网，形成一个循环水系统。重新利用回归水对节约灌溉水资源有明显作用。但是必须保持回归水有良好的水质。因为经过多次循环以后水质会变差，在稻...     

农村生活排水多介质生态处理技术

农村生活排水处理工程是不可缺少的重要基础设施,在保证生产、改善人居环境等方面担负着重任。针对我国农村特点,提出了农村生活排水处理的技术需求,开发了农村生活排水多介质生态处理装置多功能折流反应器(HBR)、多介质生态滤池(MEF)、多介质人工湿地(MCW)、多介质毛管渗滤(MCP),集成了HBR、HBR-MEF、HBR-MEF-MCW、HBR-MEF-MCP等多种处理模式,实际应用时可根据用水水质和经济水平要求,具体选择不同的处理模式。     

稻田灌溉排水自动控制新技术的研究

介绍一种适合于淹灌稻田实现自动控制的灌溉新技术，其中灌溉部分由自动给水栓、有压输水管道系统和灌溉水源三部分组成，自动给水栓有一个能自动跟踪稻田水层变化的传感装置，它与给水相连，当稻田水层消耗至允许下限时，传感器驱动给水栓开启放水；当稻田水层灌至设计上限时，关闭给水栓，停止灌水。管理人员只须根据作物不同生育阶段的灌水控制要求调定传感装置的上下限，稻田的灌溉既能自动完成。     

基于模糊数学的双台河口湿地水质综合评价

将模糊数学原理引入到湿地水质评价中,建立适合双台河口湿地的评价体系.利用模糊综合评判方法,对2010年双台河口湿地水质进行综合评价.评价结果表明,从实验区、缓冲区到核心区,水体基本有逐渐转好的趋势,说明湿地对污染物具有一定的净化能力.实际监测数据与评价结果基本吻合,说明采用方法较为适当,分析结果具有较高的可信度,客观地...     

基于生态保护目标的黄河河口湿地生态需水计算

湿地生态需水的主要研究目的在于把握生态系统健康所匹配的最佳需水特征。从维持栖息地生态功能和维持生态水文结构合理规模两方面的生态保护管理目标出发,研究湿地生态需水计算的方法,计算黄河河口湿地的生态需水量,并反推年内不同时段黄河利津站需要下泄的生态流量。     

基于水平井技术的农田排水数值模拟研究

为了改良盐渍化土壤,合理开发浅层咸水资源,以华北滨海盐渍化土壤及浅层地下水为研究对象,通过建立Hydrus-Modflow耦合模型,利用水平井试验区实测土壤、气象、抽水试验数据等资料,探讨了水平井不同排水方式下地下水位的动态变化特征。结果表明,在天然状态下试验区地下水蒸发深度在2.5 m左右;以降低潜水位至临界深度为控制标准,单条水平井可以控制土地面积约6.67 hm~2;并且控制范围随着年抽水量呈现同步增长;同时,连续型和间歇型排水均能有效降低地下水位,使得包气带水分通量总体向下运行,土壤盐碱化得到有效控制。     

泉渍稻田暗管排水的改土增产效果

暗管排水工程是治理泉渍田的有效措施。本文依据连续三年试验观测结果,系统分析了泉渍田治理前后水土环境状况的变化及作物增产的机理,对我国山区广泛开展泉渍田的治理具有一定的借鉴作用。     

泉渍稻田暗管排水的改土增产效果

暗管排水工程是治理泉渍田的有效措施。本文依据连续三年试验观察结果，系统分析了泉渍田治理前后水土环境状况的变化及作物增产的机理，对我国山区广泛开展泉渍田的治理具有一定的借鉴作用。     

基于WASP模型的东辽河水质模拟研究

借助数学方法和现代计算机技术,根据东辽河的水流特性、水文、污染源的调查资料及水质实测资料,选用USEPA研发并推荐使用的水质分析模拟程序WASP的最新版本WASP7．3,定量描述排入河流中污染物的数量与河水水质之间的关系,分析和掌握东辽河2009年主要污染物（氨氮）的时空变化规律,结果表明：WASP7．3模型在东辽河流域具有较强的适用性。从年内变化特征看,在枯水期各段氨氮浓度最大,其次是丰水期,平水期最小;从空间分布特征看,在第8、9和第10段（辽源市下游）氨氮超标严重。对模拟结果的分析表明点源和非点源污染物向河流的排放和降水量的减少是东辽河水质恶化的重要原因。研究结果为改善东辽河水环境质量及保护流域生态系统提供科学依据。     

基于数值模拟的隧洞施工排水地下水影响评价

由于自然条件的改变和人类活动的影响,岩溶泉域出现断流或衰减、区域水位趋势性下降以及水质持续恶化等诸多环境和地质问题,研究隧洞工程施工排水对泉域地下水的影响对于泉域生态环境保护十分必要。依托山西某工程深部隧洞穿越柳林泉域,构建了隧洞工程所在泉域的地下水数值模拟模型（采用MODFLOW软件开发盆地地下水模型）,根据地下水长期观测井数据,对模型及相关参数进行验证和率定,通过模型模拟刻画出地下水系统补给、径流和排泄特征,分析工程前期施工以及后期排水对岩溶水水位动态、泉流量的影响以及可恢复性。研究成果表明,由于枝柯-车鸣裕泉域含水层地下水库的调蓄作用,前期和后续施工排水对柳林泉水补给量的影响较小;对枝柯泉域和车鸣裕泉域的区域地下水水位影响明显,预估到2025年底,枝柯镇北部形成降落漏斗。研究方法及成果对其他泉域生态环境保护具有参考价值。     

基于HYSPLIT和PSCF的防风固沙生态服务功能空间模拟

针对以盐渍化影响和风沙活动为特征的北方农牧交错带,研究其生态系统服务功能空间差异及其流变机制,有助于明确服务提供区（SPA）与服务受益区（SBA）之间的空间关系,制定跨区生态补偿方案。采用混合单粒子拉格朗日积分轨道（HYSPLIT）模型和源贡献潜势（PSCF）模型,模拟了大型盐碱沙尘源地（安固里淖干涸盐碱湖）防风固沙生态系统服务（SSS）对风蚀的影响,确定了在土地覆盖、人口和国内生产总值（GDP）方面的辐射效益,并以辐射效益结果为依据提出跨地区的横向生态补偿方案。结果表明：在2015年,安固里淖干涸盐碱湖生态系统SSS效益显著,固沙量达到367.93万t;研究区SSS传输路径向东部延伸,主要影响我国华北和东北地区,SBA土地面积为189.37万km2,占全国总面积的19.66%,受益范围包括北京市等15个省(市、区),是研究区面积的41.167倍;受益人口达5.27亿人,受益GDP总量为28.37万亿元;研究区生态系统提供的SSS使得SBA降尘量减少147.17万t,直接经济效益达44.26亿元;研究区投入生态建设的资金应由北京市等15个受益省（市）共同承担,黑龙江省和内蒙古自治区补偿金额最大,其次为河北省、吉林省和辽宁省等,浙江省需支付的生态补偿金额最少。本研究通过横向生态补偿促进生态建设,以减轻由土壤风蚀造成的损害,可为有关部门的政策决策者提供参考。     

网沟地块的稳定与非稳定渗流排水计算

根据网沟地块内的地下水流向四周排水沟,而系列沟地段内的地下水流向两侧排水沟的特性,采用网沟地块与系列沟地段的渗流排水的向量关系,较简便地解决了网沟地块的布设计算问题,从而使广泛应用的系列沟研完成果也可用于网沟地块布设的排水计算。