用DRAINMOD模型预测不同气候条件下排水及来水量对湿地水文的影响

水量减少是目前威胁湿地生存的一个重要原因.本文采用原美国农业部水土保持局(现美 国自然资源保护局,US-NRCS)所推荐的水管理模型DRAINMOD,根据该局1991年所 建议的湿地水文识别准则,利用不同气候条件下的降水资料,对湿润地区由于排水而引起湿 地水文情势的变化,以及干旱地区湿地形成过程中所需要的基本水量进行了预测分析.模拟结果表明对于年降水量大于1 000 mm的温暖湿润地区,在没有人工排水的情况下,湿地特征十分明显;当排水间距大于150 m时,仍可在50%的年份内满足湿地判别准则的湿润条件.而 对于年降水量小于250 mm的干旱模拟区,形成满足生长期内湿润时段的最小来水量在初春( 3月)时为173 mm,在生长期末(11月)为155 mm,分别是同期月平均降雨量的22倍和16倍 .     

黄河三角洲暗管排水土工布外包滤料的试验研究

黄河三角洲地区多为近代黄河泥沙淤积形成的粉细砂土,其质地均一、结构松散,在农田排水明沟建设中边坡不稳定的问题突出。近年来该地区大力开展了暗管排水系统建设,但当地砂滤料来源不足,因此,迫切需要筛选出适合当地土壤特点的土工布外包滤料。该文在对研究区土壤特性分析的基础上,利用自制水力渗透仪,通过理论计算和渗透试验观测,研究了所选择土工布的反滤、透水以及防淤堵性能。结果发现,在满足测试条件的2种型号土工布中,Typar 3201G能够满足防淤堵与透水要求,但是有一定的淤堵风险;另一型号土工布(Typar SF20)则能较好的满足研究区暗管排水外包滤料的反滤、透水与防淤堵要求。研究结果表明,满足研究区特殊土壤类型的土工布外包滤料厚度不宜过大,土工布的开孔直径应符合选择标准。研究成果可为黄河三角洲地区暗管排水土工布外包滤料的选择提供技术支撑。     

双重排水条件下控制措施对银南灌区水稻田水盐关系的影响分析

针对宁夏银南灌区目前存在的排水过量问题,研究者提出了利用控制排水措施,在适当时段减少排水量的建议。然而,灌区在农沟以及更深层的支、干沟及黄河(低地)的影响下,受着深层排水和浅层排水的双重作用。其中深层排水一般不会受到田间措施的影响,它的存在“淡化或中和”了由于浅层排水的减少引起的田间含盐量的增加。本文在对双重排水情况下的水盐运动进行概化的基础上,建立了基于特定地区排水特性的“浅层排水与深层排水比-浅层排水控制率-排水含盐量增加率”的关系。最后结合根据地下水洗淋的临界情况,确定了达到这一目标控制指标以及浅层地下水控制率。结果显示,对于研究的典型情况,当地下水的盐分含量达到临界的1.62 g/l时,可以将1m深的农沟控制至30cm深;这时的浅层地下水仅为现状的14%,即从731mm减少到了102mm。     

平原河网地区稻麦轮作农田排水与氮素流失特征研究

长江下游稻麦轮作区农田排水是区域面源污染的主要来源,明确农田排水与氮素流失特征对于区域农业生产可持续发展与生态环境保护具有重要意义。现有稻麦轮作农田排水与氮素流失研究中,一般采用农田测筒观测地表径流与深层渗漏量来估算农田氮素流失量,这与农田土壤水分与氮素主要通过侧向径流进入农田排水系统的实际情况存在偏差。本文基于4年的大田监测数据,运用田间水文水质模型DRAINMOD-NⅡ,模拟研究了不同气象条件下稻麦轮作农田排水与氮素流失规律。结果表明,稻麦轮作周年内,由排水造成的氮素流失量多年平均值为28.4 kg/hm²,占施肥量的6.0%,其中大部分集中在稻季,平均为25.6 kg/hm²,麦季氮素流失量仅为2.8 kg/hm²。与现有文献报道值相比,本文模拟得出的排水总量高35.4%,氮素流失总量则低44.6%;差异主要来自麦作期,文献报道平均值(31.8 kg/hm²)是本文的11倍,估算方法不同可能是造成这一差异大的主要原因。结合降雨规律分析发现,农田排水量和氮素流失量与降雨变化关系显著(决定系数R<...     

“玉米带”改种多年生草类后对农田排水的水文效应模拟

该文针对美国密西西比河上游明尼苏达州农田排水氮素流失严重,近年来又大力发展生物燃料产业的现状,采用田间水文模型——DRAINMOD模拟分析了玉米-大豆轮作区改种多年生草类后对农田排水的水文效应。结果表明改种多年生草后,植物耗水量的增加使得农田排水量明显减少;较深的草根系,尤其是在干旱年份消耗了大量的深层土壤水,降低了地下水位。种草后的生物排水量远远大于其他工程措施（如增加排水间距或潜埋排水管等）,可显著减少农田排水氮素流失对水环境的影响。     

宁夏银南灌区湿地分析

宁夏银南灌区湿地季节性变化明显,受灌溉水的影响极大,随着节水灌溉等缓解水资源矛盾措施的实施,湿地已经出现萎缩,这必然加大农田排水中氮磷等化合物的含量.从湿地功能的角度出发,结合湿地的成因、概况、湿地与农田的关系,阐述湿地存在的必要性,并建议在目前水资源紧缺情况下给湿地留出一定的水量,为恢复湿地功能、发挥湿地效益提供前提,也为减少农业非点源污染、保护生态环境奠定基础.     

宁夏银南灌区排水现状分析及计算

作为灌溉农业的一项保障措施，农田排水在维持田间水盐平衡的同时，也向下游输送了大量可能成为地表水污染源的物质。位于黄河上游的宁夏银南灌区由于历史原因形成的“大引大排”积习，每年将过量的农田排水排入黄河，成为下游水质污染源，同时也浪费了宝贵的水资源。该文针对宁夏银南灌区过量排水问题，对灌区排水现状进行了详细的分析和计算。结果表明，在现有灌排制度下，生长期内水田的农沟排水量约56 cm，占地下排水总量的58%；旱田的农沟排水量较少，只有1.0 cm，占地下排水总量的4%。建议在水田农沟上加筑控制性建筑物，如堰等，对排水量进行控制，达到节约灌溉用水和减少农田排水对下游河道污染的目的。     

城市化土地利用对降雨径流的影响与调控

运用水文模型DRAINMOD模拟了1988-2007年西安市城市土地利用变化对降雨径流产生的影响,通过DRAINMOD模型探讨了降低城市地表径流、增加雨水入渗的调控措施。结果表明:西安地区透水地面的年径流系数为0～0.414,不透水地面的年径流系数在0.677～0.844之间变化;土地利用类型、土壤入渗能力以及降雨强度是影响城区降雨-径流关系的重要因素;当透水与不透水地面比例接近1∶1时,城区综合径流系数达到0.8以上。分析结果显示,通过增加透水地面下凹深度的建设形式来蓄渗雨水可有效增加雨水入渗量,削减地表径流水量,但此类滞留系统对24h最大暴雨的作用有限。     

除氮生物反应器净化农田排水的研究及应用潜力分析

农田排水氮素输出是造成水环境污染的重要原因。近年来涌现的生物反应器除氮技术通过在排水末端增设固体碳源装置,将农田排水部分或全部导入后,使其中的硝态氮通过反硝化反应得到去除。该文回顾了国际上现有生物反应器净化农田排水的研究进展,并分析了农田生物反应器在中国南方湿润区应用的潜力。现有研究结果表明,除氮生物反应器可以有效净化排水水质,平均每年可降低23%～98%的氮素负荷;是一种占地面积少且水质净化效率高的农田控污措施。生物反应器的除氮效果与农田排水过程密切相关,并受到介质特性、入流、出流条件以及环境因子等的影响。中国南方平原作物生长及排水过程相对集中,气象等环境条件非常适于生物反应器的反硝化反应。如何因地制宜确定反应器安装位置与设计尺寸,筛选填料介质,并通过对排水过程的调控来优化生物反应器的除氮效果是需要进一步研究的问题。生物反应器系统后期管理与内部反应动态监测是保证系统正常运行的重要手段。利用生物反应器来净化农田排水具有良好的应用前景,该文可为推动生物反应器在中国的应用研究以及排水污染治理提供理论依据与技术支撑。     

西安市雨水花园蓄渗雨水径流的试验研究

雨水花园是结合城市景观,以滞留和净化雨水径流为主要功能的生物滞留处理系统,能够在一定程度上减轻城市化进程对城市水文和水质的负面影响。根据在西安市雨水花园蓄渗屋面雨水径流的现场试验,确定在各种暴雨条件下,花园设计及土壤入渗能力不同时,雨水花园拦蓄雨水径流的能力以及花园溢流的时间和溢流量。结果显示,黄土具有良好的入渗能力,达到2.346m/d;在较为湿润的2011年基本没有发生溢流,汇集的雨水径流全部入渗补给了地下水。对于某一重现期的暴雨,雨水花园溢流总量受到降雨强度和历时二者叠加效果的影响。