稻麦轮作高标准农田控制排水对排水与氮素输出削减效果模拟

稻麦轮作区高标准农田建设中,通过加深排水沟提高麦作期农田排水降渍能力的同时,加大稻作期农田排水输出,不仅降低了水资源利用效率,而且加重了接纳水体的污染。本文基于江苏省扬州市沿运灌区稻麦轮作农田排水水文水质过程的监测结果,利用田间水文模型（DRAINMOD）模拟了长序列气象条件下,灌区提高农田降渍能力对稻田排水、氮素流失及灌溉需求的负面影响以及控制排水措施的积极效果。结果表明,在节水灌溉模式下,研究区排水沟深度由现状的60cm加深至120cm,排水间距由120m加密至20m时,稻作期排水量与总氮（TN）输出负荷增加9.0%～22.2%、氨氮（NH3N）输出负荷增加4.0%～16.8%、灌溉用水量增加9.6%～23.4%。若结合田间管理要求,实施控制排水则可有效缓解提高农田降渍能力造成的负面影响;当排水沟深为120cm,间距为120～20m时,稻作期控制排水可使排水量和TN输出负荷减少19.3%～35.3%、NH3N输出负荷减少7.6%～27.2%、灌溉用水量减少22.9%～40.0%。由于控制排水降低了地下排水梯度,相较于传统排水,农沟从60cm加深至120cm时,地下排水平均占比降至50.7%,灌溉用水量相应减少。综上,稻麦轮作农田控制排水具有显著的节水减排作用,可有效降低高标准农田建设中提高降渍能力所产生的负面影响。研究成果可为稻麦轮作区高标准农田建设与水环境保护提供理论依据与技术支撑。     

农田排水改良盐渍化土壤效果与环境污染研究

为探讨河套灌区在农田排水过程中对盐渍化土壤的改良效果和环境污染的影响,于2019—2020年在河套灌区乌拉特灌域暗管排水综合试验区选择典型支渠灌溉控制区,针对作物各灌溉时期的水文过程、污染物的转化、迁移和汇集过程开展了系统试验。结果表明：利用DRAINMOD模型能较好地模拟农田排水量,模拟值与实测值相对误差（RE）为4.12%～13.44%、相关系数（R）为0.80～0.92、效率系数（NS）为0.82～0.90,均在误差范围内。利用马斯京根法对斗沟和支沟排水过程进行了演算,并在此基础上对NH⁺₄、NO^-₃、还原性物质、盐分的迁移、转化和汇集过程进行了分析,排水过程和NH⁺₄、NO^-₃、还原性物质、盐分浓度模拟结果与实测值较为一致,表明该方法能够在宏观上描述灌区不同排水组成所形成的环境污染过程。试验区主要污染物排放总量由大到小依次为还原性物质、NO^-₃、NH^+...     

应用DRAINMOD对测坑控制排水条件下地下水位的模拟分析

为研究控制排水措施对农田地下水位的影响,在湖北省荆州市四湖工程管理局丫角排灌试验站进行了测坑控制排水试验,并利用DRAINMOD模型对不同试验方案下地下水位进行数值模拟。模拟结果表明：在棉花生育期内,地下水位模拟结果和实测结果的一致性较好,该模型可有效地模拟预测水测坑控制排水条件下地下水位特性;控制排水措施能有效调控地下水位．     

SLURP模型及其在灌区水管理应用中的研究发展

为探讨农业节水灌溉的尺度问题,常借助水文模型模拟研究灌溉系统的水分循环以及水量平衡要素的变化规律.SLURP模型具有一定的物理基础,能够充分利用RS/GIS空间信息,考虑灌溉系统内大坝、水库、取水设施等影响,模拟不同地质、土壤、植被以及不同管理措施情况下的灌区水分循环.阐述了SLURP模型的原理、结构和功能和模型参数,总结了模型在国外灌区的应用研究现状及其进展.结合灌区水管理研究的经验,分析了模型存在的不足,对模型在灌区水管理及节水灌溉策略分析中的应用前景进行了展望.     

SLURP模型及其在灌区水管理应用

为探讨农业节水灌溉的尺度问题,常借助水文模型模拟研究灌溉系统的水分循环以及水量平衡要素的变化规律。SLURP模型具有一定的物理基础,能够充分利用RS/GIS空间信息,考虑灌溉系统内大坝、水库、取水设施等影响,模拟不同地质、土壤、植被以及不同管理措施情况下的灌区水分循环。阐述了SLURP模型的原理、结构和功能和模型参数,总结了模型在国外灌区的应用研究现状及其进展。结合灌区水管理研究的经验,分析了模型存在的不足,对模型在灌区水管理及节水灌溉策略分析中的应用前景进行了展望。     

SLURP模型及其在灌区水管理应用中的研究进展

为探讨农业节水灌溉的尺度问题,常借助水文模型模拟研究灌溉系统的水分循环以及水量平衡要素的变化规律。SLURP模型具有一定的物理基础,能够充分利用RS／GIS空间信息,考虑灌溉系统内大坝、水库、取水设施等影响,模拟不同地质、土壤、植被以及不同管理措施情况下的灌区水分循环。阐述了SLURP模型的原理、结构和功能和模型参数,总结了模型在国外灌区的应用研究现状及其进展。结合灌区水管理研究的经验,分析了模型存在的不足,对模型在灌区水管理及节水灌溉策略分析中的应用前景进行了展望。     

农田水量调控与水管理研究

针对80年代骊为华北平原地下水位的持续下降问题，选择河北省雄县胜利灌区为水资源平衡调控研究区，对水管理现状、存在问题、以及水量供需状况进行了分析。根据地下水动态规律、渠床入渗率分布、地表水引用量在年内的分配、研究区农业用水和地下水的回灌要求，提出水量调控措施。结合田间农业节水研究，提出以提高用水效率为目标的不管理改进措施。     

田间控制排水系统布局模式与相关技术的研究

农田控制排水技术在我国南方稻麦(菜)轮作区已被广泛应用,而其田间排水工程的实施和管理现状呈现出功能单一,局限性大的问题,田间工程的布局欠缺整体性和时效性,以高邮灌区基础数据为依据,提出一种田间排水系统的工程优化布局模式,并提供相应的关键技术,为田间控制排水技术工程的规划布局提供理论价值和参考依据。研究内容主要包括:①水稻田格田排水新措施;②水稻田农沟水位和田间渗漏量的对应关系,并提出一种农沟水位控制措施;③旱作物作业情况下,农沟(深沟)排水和暗管排水两种工程措施的择优条件;④提出灌区格田排水、农沟排水以及暗管排水三种排水工程的优化布局模式。     

棉田暗管控制排水水位管理制度的试验研究

为研究一种适宜棉田的暗管控制排水水位管理制度,开展了测坑控制排水试验,观测分析不同排水水位下土壤含水率、地下水位、排水量、棉花生长状况、棉花产量等。结果表明,暗管控制排水能有效抬升地下水位,减少排水量,提高土壤墒情和提高雨水资源利用率;蕾铃期棉花的控制排水位在50～60cm时最适宜。     

基于DRAINMOD模型的不同灌排模式稻田水氮运移模拟

[目的]研究不同灌排模式稻田水氮动态变化,为南方稻作区节水减排提供科学依据.[方法]基于实测的田间灌排水量及氮素变化数据,采用Morris方法检测DRAINMOD模型水氮运移相关参数的灵敏度,并利用DRAINMOD模型对传统灌排模式和控制灌排模式下稻田水氮动态进行模拟.[结果]20～40 cm 土层侧向饱和导水率对稻田...     

农田水利与排灌事业

论述了发展农田水利的技术要求和从事排灌事业的基本依据；简述了有待石拓的污水灌溉和生物排水以及可以更科学地指导排灌技术的土壤－作物－大气连续体理论。     

淮北平原区基于大沟蓄水技术的农田水资源调控模式

通过在安徽淮北平原的大田原型试验,分析了利用农田排水大沟进行控制蓄水的可行性及其对地表径流、地下水和土壤水的调控效果,提出了平原区依托大沟控制蓄水的农田水资源调控系统成套技术参数和模式。结果表明,单位长度大沟年调蓄水量为1.9×104m3/km左右,其影响范围内的农田地下水位较无控制大沟平均抬高约0.3~0.5 m,每年可增加作物对地下水的直接利用量50~80 mm,区域年农田水资源调控总量110 mm左右,约占当地年均降雨量的13%;只要控制合理、管理得当,不会因此而影响排水系统对农田涝渍的有效控制或降低原有排水工程的除涝降渍标准。以大沟控制蓄水进行农田水资源调控这一技术模式,是适合淮北平原区特点的解决水资源短缺和改善农田生态环境、调控区域水资源时空合理分布的有效途径。     

棉田暗管控制排水和氮素流失研究

在湖北荆州丫角排灌试验站进行暗管控制排水和自由排水对照试验,结果发现,暗管排水累积排水量随时间呈线性变化;暗管排水氮素累积流失量随时间呈二次曲线变化.控制水位为30 cm的田块氮素累积流失量随时间而增加,而其他控制排水及自由排水田块氮素累积流失量随时间而减少.控制排水可以减少累积排水量和氮素累积流失量,且随控制水位增加...     

Simulation of drainage water quality with DRAINMOD

The design and management of drainage systems should consider impacts on drainage water quality and receiving streams, as well as on agricultural productivity. Two simulation models that are being developed to predict these impacts are briefly described. DRAINMOD-N uses hydrologic predictions by DRAINMOD, including daily soil water fluxes, in numerical solutions to the advective-dispersive-reactive (ADR) equation to describe movement and fate of NO₃-N in shallow water table soils. DRAINMOD- CREAMS links DRAINMOD hydrology with submodels in CREAMS to predict effects of drainage treatment and controlled drainage losses of sediment and agricultural chemicals via surface runoff. The models were applied to analyze effects of drainage intensity on a Portsmouth sandy loam in eastern North Carolina. Depending on surface depressional storage, agricultural production objectives could be satisfied with drain spacings of 40 m or less. Predicted effects of drainage design and management on NO₃-N losses were substantial. Increasing drain spacing from 20 m to 40 m reduced predicted NO₃-N losses by over 45% for both good and poor surface drainage. Controlled drainage further decreases NO₃-N losses. For example, predicted average annual NO₃-N losses for a 30 m spacing were reduced 50% by controlled drainage. Splitting the application of nitrogen fertilizer, so that 100 kg/ha is applied at planting and 50 kg/ha is applied 37 days later, reduced average predicted NO₃-N losses but by only 5 to 6%. This practice was more effective in years when heavy rainfall occurred directly after planting. In contrast to effects on NO₃-N losses, reducing drainage intensity by increasing drain spacing or use of controlled drainage increased predicted losses of sediment and phosphorus (P). These losses were small for relatively flat conditions (0.2% slope), but may be large for even moderate slopes. For example, predicted sediment losses for a 2% slope exceeded 8000 kg/ha for a poorly drained condition (drain spacing of 100 m), but were reduced to 2100 kg/ha for a 20 m spacing. Agricultural production and water quality goals are sometimes in conflict. Our results indicate that simulation modeling can be used to examine the benefits of alternative designs and management strategies, from both production and environmental points-of-view. The utility of this methodology places additional emphasis on the need for field experiments to test the validity of the models over a range of soil, site and climatological conditions.     

市政工程中给排水施工的管理分析

随着国内城市化的推进,市政工程的给排水工程越发显得重要。传统的给排水施工技术已经无法满足城市发展要求,社会对给排水的施工质量提出了更高地要求。文章结合当前给排水施工管理现状,对给排水施工的施工管理各方面进行简要探析。     

暗管控制排水对棉田排水的影响

对几次较大规模降雨产生排水后排水量、排水氮素含量、地下水位等进行观测,结果发现暗管排水使得地表、地下排水量被重新分配,控制水位排水使地表排水量所占比例提高、而总排水量比常规排水减少36.4%～82.7%、地下排水峰值量较常规排水减少7.2%～85.4%。地表、地下排水硝氮质量浓度较低,一般低于4 mg/L;地表排水总氮质量浓度在2.3～11.5 mg/L之间,地下排水总氮质量浓度在0.6～9.1 mg/L之间。要减少氮素流失总量,减少排水量是关键。