巢湖沿岸圩区稻季营养盐的输出特征研究

巢湖流域沿岸分布着很多圩区,人们在圩内进行各种农业活动,圩区营养盐的输出是造成巢湖流域非点源污染的重要因素。为了解圩区农业非点源营养盐的输出特征,笔者通过在巢湖流域河网地区选择比较典型的圩区,于2014年水稻生长期进行了较系统的野外调查观测、取样和室内水质分析,探讨在自然降雨-径流的条件下圩区各类营养盐的浓度变化及输出特征。2014年稻季共进行了9次排水,排水量总计73.09 mm,径流系数为0.37,9次排水事件总氮(TN)和总磷(TP)的平均浓度分别是3.42、0.22 mg/L,圩区水体处于富营养化水平。降雨-径流强度是影响营养盐浓度变化的重要因素,稻季生长期内TN和TP的输出量是0.28、0.017 kg/hm2,占稻季施肥总量的1.7%和0.16%。径流量是影响营养盐输出总量的关键因素,同时施肥量和施肥至排水事件的间隔天数也是是影响营养盐输出的重要因素。     

兼顾排涝标准与水质净化要求的农业圩区最优水面率确定

针对农业圩区的排涝以及水环境问题,该研究以江苏里下河地区为研究对象,以满足里下河圩区设计排涝标准与水质净化要求为目标,构建农业圩区坑塘-排水沟道湿地系统最优水面率数学模型.模型以工程系统总费用现值最小为目标函数,以泵站涝水外排能力与圩内水面率、水面率上下限、水环境容量与圩内坑塘与排水沟道系统的关系(主要包括圩内坑塘沟道...     

基于GIS的澧南垸分洪洪水三维可视化淹没模拟

研究适用于中小型蓄洪垸分洪洪水淹没模拟的可视化技术.利用Arcgis Engine 9.3在Visual Studi0 2008平台下,运用C#语言来建立澧南垸分洪洪水淹没程序.考虑到蓄洪垸分洪洪水的特殊性,选用给定水位的编程思路,近似地模拟了分洪洪水的蓄洪过程,并与相关成果的数值计算结果做比较.结果表明,该程序能较好地反映澧南垸分洪洪水的淹没过程,可以动态演示澧南垸分洪洪水的蓄洪过程,自定义查询淹没时的水位、范围和容积等洪水要素特征.该编程思路在类似于澧南垸的中小型蓄洪垸有更好的适应性,可以为澧南垸的防洪调度及防洪规划提供参考和依据.     

城镇圩区排涝泵站群日常运行方案优化

为降低城镇圩区排涝泵站群日常运行能耗,提出排涝站群总能耗最小的多方案试验选优、圩外河道水位控制去劣的优化运行调度方法。将圩区泵站群分组作为试验因素、每组泵站的开机方案为试验水平,以泵站群总能耗为试验结果开展正交试验,对试验结果应用正交分析得到泵站群若干种优化运行方案序列,选择总能耗最小且满足圩外河道的水位控制要求的方案为最优运行调度方案。以上海市城区某区域为实例,应用优化方法编制了2种潮水过程、4种降水条件下的优化调度预案;在不能利用潮水自排的最不利水文工况下,应用优化调度方案与现行调度方案相比,总电功耗最大可节省12%。通过开展优化调度方案与现行方案的节能效益比较,验证了现行方案的合理性并对现行方案提出了优化建议。一方面可为城镇圩区水行政主管部门优化日常调水预案提供参考,另一方面也为丰富和完善排泵站群优化调度方法的理论研究作了有益尝试。     

滨海盐土绿化的排盐改土技术规程编制说明

根据推广应用的实践与理论研究的成果,阐述了编制"滨海盐土绿化的排盐改土技术规程"的必要性以及原则和依据.     

常州市芙蓉大圩最优水面率研究

苏南城市化进程迅速,圩区水面率对于当地的城市规划、城市防洪除涝保安全十分重要。以常州市芙蓉大圩为例,提出了工程总费用现值最少为目标函数,考虑生态需水、蓝线控制、泵站建设等约束的圩区城镇最优水面率非线性规划模型,对常州市芙蓉大圩进行优化计算,最优水面率为10.4%,该方法可供苏南圩区水系规划参考。     

Methanogenic archaeal communities developed in paddy fields in the Kojima Bay polder, estimated by denaturing gradient gel electrophoresis, real-time PCR and sequencing analyses

Methanogenic archaeal communities inhabiting the paddy field soils in the Kojima Bay polder were investigated using polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE), real-time PCR and sequencing analyses. Soil samples of the plow and subsoil layers were collected in 2006 from four paddy fields that were reclaimed between 1692 and 1954. The DGGE band patterns of the targeted 16S rRNA genes amplified from the extracted DNA from the samples were different from the patterns from the paddy field soils in diluvial and alluvial areas. The numbers of targeted 16S rRNA genes, which were involved with methanogenic archaeal and other archaeal sequences, were approximately 10⁷–10⁸ and 10⁶ g⁻¹ dry soil in the plow and subsoil layers, respectively. Sequences of methanogenic archaeal 16S rRNA genes belonging to Methanocellales (Rice cluster I), Methanosarcinales and Methanobacteriales were obtained from the major DGGE bands. Whereas sequences in Methanomicrobiales, which were predominant methanogens in the diluvial and alluvial paddy fields, were not recovered. Known halophilic and methylotrophic methanogens, which are characteristic of saline and marine environments, were not detected. These results indicate that distinctive methanogenic archaeal communities have developed in the paddy field soils in the Kojima Bay polder.     

巢湖圩区再生稻田甲烷及氧化亚氮的排放规律研究

为明确巢湖圩区再生稻田甲烷(CH_4)及氧化亚氮(N_2O)的排放规律,采用静态箱-气相色谱法对比观测了巢湖圩区2019—2020年再生稻田(RR)和稻麦轮作田(SW)的CH_4和N_2O排放通量,测定了土壤氧化还原电位(Eh)、土壤溶解性有机碳(DOC)、土壤铵态氮(NH_4~+-N)和硝态氮(NO_3~--N)。研究结果表明:SW处理在水稻返青期和分蘖期出现较大CH_4排放峰,RR处理的CH_4排放峰不仅出现在中稻季返青期和分蘖期,还出现在成熟期和再生季前期。SW处理N_2O排放峰主要出现在麦季降雨之后、稻季烤田及排水落干时,而RR处理N_2O排放峰主要出现在促苗肥施用后。与SW处理相比,RR处理的全年CH_4排放量、N_2O排放量、总温室气体排放量(TGHG)和温室气体排放强度(GHGI)分别降低了22.3%、86.5%、36.3%和15.9%(P0.05)。RR处理无小麦产量,但水稻产量增加了16.2%(P0.05)。稻季CH_4排放通量与土壤Eh呈显著负相关(P0.01),但与土壤DOC含量无显著相关性(P0.05)。RR处理的稻季N_2O排放通量与土壤NH_4~+-N浓度呈显著正相关(P0.05)。综合来看,在巢湖圩区种植再生稻不仅能提高水稻产量,还大幅减少总温室气体排放量和温室气体排放强度。     

江苏里下河平原农田涝灾的情景模拟分析——以高邮灌区典型圩垸为例

为了分析环境改变后江苏里下河平原农田涝灾的变化特点,以高邮灌区某典型圩垸为例,利用构建的农田涝灾分布式模型模拟了不同暴雨强度、斗沟规模、外排条件、抽排能力和泵站调度规则等环境因子改变条件下的涝灾减产分布.结果表明:现状条件下,在遭遇5%暴雨时受涝面积比为10.47%,最大减产率为4.07%;遭遇2%和1%暴雨时,受涝面积比增至56.54%和86.87%,最大减产率增至10.32%和13.37%.若将斗沟深度由现状的1.3 m挖深至2.0 m,则可以使5%, 2%和1%暴雨条件的受灾面积分别减少14.73%,16.11%和3.91%,最大减产率分别降低5.16%,4.75%和3.81%.若将外河水位预降0.5 m,则可以使5%,2%和1%暴雨条件的受灾面积分别减少86.87%,13.62%和8.52%,最大减产率分别降低66.59%,40.60%和28.12%.若将泵站外排能力由现状的9 m³/s提高到14 m³/s,在遭遇5%暴雨时,受灾情况无变化;2%和1%暴雨条件下的受灾面积分别减少31.68%和11.52%,最大减产率分别降低31.10%和11.44%.单纯降低泵站启排水位而不同时降低外河闸的关闸警戒水位,对涝灾减轻效果几乎没有影响.     

平原河网地区稻田排水过程及其受外河影响的研究

为了探寻符合平原河网地区特点的排水系统最佳布置及管理方案,根据江苏常熟稻田排水观测试验,结合田间水文模型-DRAINMOD模型,分析了河网地区独特的水量平衡关系,确定了稻田排水量以及农田与外河的交换水量,并根据研究区的排水要求计算了可以削减的排水量。结果表明,在现有灌排制度下,生长期内稻田实际排水量约816mm,远高于当地所推荐的适宜排水量,可削减排水量约216mm,占目前灌水量的21.4%;按照当地所推荐的适宜排水量,利用DRAINMOD模型,当暗管埋深为90cm时,排水间距以25m为宜。研究区农田与外河的水位差较小,当外河距离农田大于30m时,实际水量交换很小;外河对农田的影响主要表现为对农田排水系统功能的抑制作用。