三江平原农田排水沟渠铁的输出及形态变化

为了了解太湖地区不同类型农田排水沟渠对n、p拦截效果的影响,分别在野外构建了3种类型的农田排水沟渠,即生态沟渠、混凝土沟渠和土质沟渠。研究了不同进水n、p浓度、不同水力停留时间和不同进水流速条件下,3种类型沟渠的n、p拦截效果。结果表明:在水力停留时间分别为24h和48h静态试验以及在固定进水流速的动态试验中,沟渠对不同进水n、p浓度的n、p去除率大小顺序是:生态沟渠、土质沟渠和混凝土沟渠,其中,生态沟渠明显优于其他沟渠。在固定进水浓度的条件下,沟渠在不同水力停留时间下的n、p去除率大小顺序为:生态沟渠、土质沟渠和混凝土沟渠,其中,生态沟渠明显好于其他沟渠。在高、低两种进水流速和固定进水浓度条件下,生态沟渠在低进水流速下的n、p去除率明显优于其他沟渠。在不同进水浓度条件下,生态沟渠最佳水力停留时间为48h。

农田所涉及到的排水沟渠本身,实际上是作为农田景观之中的一个核心存在,能够有效的对于农田生态系统表现出的水平进行平衡,完善流域之中的水文状况。农田之中存在的养分虽然也会随着排水流失,但是可以通过吸附机制,来使得农田生态系统得以完善。本篇文章主要针对农田排水沟渠环境效应以及生态功能进行了全面详细的探讨,以期为我姑农业沟渠建设发展作出贡献。

以浙江嘉兴双桥农场为研究对象,分析降水对农田沟渠中氮、磷流失的影响,揭示氮、磷在降水径流中流失的一般规律.在单晚稻生长期间,同步监测了施肥后的2次降水量和沟渠径流量,并对2次降水径流的全过程进行污染物含量的测定,对农田排水沟渠径流量与污染物含量随2次降水变化过程进行监测.结果表明:污染物含量变化呈现出大致相同的趋势,且污染物含量峰值比流量峰值提前2～3h;在降水初期,污染物含量随径流量的增大而升高;随着流量的继续增大,含量呈下降趋势.施肥后4d内降水的农田沟渠中氮、磷随径流的流失量比4d后大.影响氮、磷流失的因素主要有降水量、降水时间间隔、径流量、施肥的种类和数量、土壤前期含水量以及沟渠中的沉积物等.氮流失的主要形态为氨氮和硝氮;磷流失的主要形态为磷酸盐.通过回归分析发现,径流量与氮、磷排放负荷间符合多项式关系.

农田排水沟渠作为农业景观中重要的景观单元,能够调节农田生态系统水分平衡,改变流域水文情势。农田养分可以随排水过程迅速流失,也可以通过沉淀与吸附机制被农田沟渠所截留或者通过植物吸收后收割与反硝化去除等机制脱离农田生态系统。作为农田生态系统边缘的交错带,农田排水沟渠较高的植物多样性可以提供动物栖息地和避难场所,增加农田生态系统生物多样性。清淤、收割和控制排水等管理措施对于农田排水沟渠的环境效应和生态服务功能有着不同的影响。今后应加强从多个学科研究农田排水沟渠的环境效应和生态功能,探索生态排水沟渠的构建和管理技术,实现农田排水沟渠水利功能和生态功能的"双赢"。

田间排水沟作为农田水利工程配套系统的重要组成部分,在农业增产增收和粮食安全保障中发挥着重要作用。做好田间排水沟的规划设计,是实现高标准农田水利建设不可或缺的环节。本文择取设计工作中的经验,从田间排水沟的设计要素、排水沟的设计步骤等方面,与大家探讨。

本研究选择宁夏灵武农场的典型排水支沟进行人工布设基质,在沟中布设土壤、炉渣、秸秆、锯末4种基质处理及铲草处理和对照(不做任何处理),研究分析了基质对农田排水沟水质的影响。对基质的组分分析表明,锯末显著地吸附盐分和全氮,吸附量分别达0.4g.kg1和0.3g.kg1,土壤、炉渣、秸秆均明显地释放盐分,释放量为5.3~50.8g.kg1;秸秆显著地释放有机碳,释放量达54.0g.kg1;4种基质对全磷吸附效果不明显。水质分析表明,除秸秆处理和对照外,盐分(tds)在其他处理下显著减少,而化学需氧量(cod)、总氮(tn)、总磷(tp)、no3-n和nh4+-n浓度在锯末和土壤处理下均有不同程度的减小。对于整条试验沟道,农田退水中tds、tn、tp的浓度随着在沟道迁移距离的增加呈明显减小的趋势,至出水断面时浓度分别为0.60~0.80g.l1、0.24~0.33mg.l1和0.04~0.09mg.l1。田间沟道试验说明,农田排水沟能有效地截留农田退水污染物,选择适合的基质进行人工布设实际可行,有助于发挥农田排水沟的生态功能。

为探索宁夏灵武地区农田排水沟植物物种组成和多样性特征,选择24条农田排水沟,分别于2009和2010年8月对植物物种和群落结构进行调查,并对物种多样性特征进行分析。结果表明,排水沟植物由17科36属43种组成,分为以芦苇(phragmitesaustralis)为主要建群种的6种群落类型和1个沉水植物群落,其中水烛+芦苇(typhaangustifolia+phragmitesaustralis)群落生物量(平均鲜重达2326.2g·m-2)显著高于其他群落,2010年排水沟植物群落生物量较2009年小;边坡较沟底的物种多样性高,其中shannon指数、丰富度指数差异达到显著水平,且2009年沟底物种多样性高于2010年。排水沟水文条件、水质和人为干扰可能是影响农田排水沟植物分布、群落组成及多样性特征的主要因素。

2010年8—9月对河套灌区九排域农田排水沟植物进行了综合调查。分别在干沟、支沟、斗沟/农沟的上、中、下游布设断面,断面上设置0.5m×0.5m和5m×5m样方对草本和灌木的植物种类和数量进行调查。结果表明:河套灌区九排域农田排水沟植物由17个科、38个属、39个种组成,禾本科(n=10)、菊科(n=7)和藜科(n=4)植物种类最多,芦苇、羊草和盐地碱蓬是分布面积最广的物种。干沟、支沟和斗/农沟的多样性指数、丰富度指数、均匀度指数和优势度指数值分别为0.57、1.93、0.37和0.81,0.77、3.46、0.65和0.50,0.90、3.88、0.64和0.53。物种多样性表现为边坡的高于沟底,但排沟等级间的变化趋势不明显。水的存留时间及农业管理(清沟)是影响植物物种多样性最主要的因素。

排水沟的开挖为减少淹水深度和淹水时间,以保证作物正常生长起到重要作用,是农田水利工程治理的重要措施。采取统一平台宽度的排水沟设计和施工的改进办法,成功的解决问题。

基于陕西卤泊滩农田排水沟底泥盐分年内跟踪监测数据,探讨试验区排水沟底泥盐分的迁移特性和分布情况。研究结果表明:当前条件下研究区排水沟底泥盐分沿着水流汇集的方向和底泥层深度方向均有一定的累积,对流和水动力弥散是排水沟底泥盐分运动的主要机制;沟底泥盐分含量与水体水量呈负相关关系,而与水体盐分含量呈良好的正相关关系,且相关系数达到0.93;水体水量的变化是引起其本身和底泥盐分含量变化的主要因素。

建设生态型灌区是灌区现代化发展的重要内容。针对传统灌区农业面源污染日益严重的现状,总结了当前利用农田排水沟渠塘堰系统去除农业面源污染的研究进展,探讨了减污型农田排水沟渠塘堰湿地系统的构建方法,其基本特征包括:水利工程属性(排渍排涝及水流的不冲不淤要求),沟塘末端修建控制排水闸(低坝),种植优势植被,生态护岸(护底)工程,排水闸(退水闸)等水工建筑物减污型工况设计。分析了该系统的运行管理方式。

为探索上海地区农田径流污染物的生态拦截模式,在上海市环境科学研究院农业面源污染生态工程控制及生态恢复研究工作示范基地,开展了生态排水沟渠对农田径流营养性污染物的拦截净化效果的研究,并进行了工程尺度的应用示范。现场试验表明:生态沟渠对农田径流ss、tn、nh+4-n、tp均有一定的截留净化作用。工程示范结果显示:示范区内生态沟渠对ss、tn、nh+4-n、tp的净化效果总体上优于示范区外部普通农田排水沟渠。总体来看,生态排水沟渠对氮、磷等营养性污染物有较好的净化作用,可减轻周围环境受纳水体的污染负荷。

农业是导致水体富营养的主要原因,引起富营养化的原因很多,但最主要的是水体中碳、氮、磷的增加。实行排水管理可减少这些污染负荷。使氮素利用率达到最大的农艺措施是使农业生态系统中氮流失达到最小的主要手段。提高水质的措施是利用植草明渠来处理农田流出物。研究表明植草沟渠的应用是减轻农业污染的有效措施。控制排水可以减少排水过程中的氮损失。装上渗透过滤的装置是降低进入沟渠中氮的有效方法。河边或其他缓冲地带也是反硝化作用活跃区域,能有效地减少沟渠中氮含量。然而缓冲带要有一定的宽度。

介绍了几种常用的地面排水沟渠的加固措施及施工中的注意要点,即土沟表面夯实、三合土或四合土抹面、单层干砌片石加固等。

主要阐述地面排水沟渠的加固措施及施工方法。

排水沟渠系统是农业非点源污染田间产污和外界受纳水体之间的过渡带.通过对排水沟渠系统不同级别排水沟渠间递推关系以及农田排水和非点源污染物在其中迁移转化过程的分析,应用水动力学基本方程和污染物迁移转化方程,构建了农田排水及其中非点源污染物在排水沟渠中的一维迁移模型,并对模型求解进行了探讨;在此基础上,以黄河上游青铜峡灌区第一排水沟沟渠系统为例,结合具体情况,通过对研究区初步概化,进行了模型示例运用.通过对模型计算结果的合理性分析,排水沟渠系统逐日排水量模拟结果与实测数据结合较好,nash-suttcliffe模拟效率系数达到0.82,其中典型污染物浓度过程也较为合理,表明所建农业非点源污染物排水沟渠模型具有较好的应用效果.

三江平原作为国家级生态功能区,承担着我国粮食生产安全和维持湿地生物多样性的重大功能。为了实现区域可持续发展,对水资源的利用方式提出了更高要求。本文分析了三江平原水资源开发利用状况及存在的潜在生态环境问题,基于资源与生态水利的内涵,提出了三江平原资源与生态水利的实施途径。

为有效阻控农田土壤流失氮、磷通过沟渠进入水体，通过动态模拟实验研究对比不同排水沟渠对农田流失氮、磷的截留作用，同时通过静态模拟实验重点探讨了水生植物对氮、磷在水-沉积物-水生植物这一微观系统中的截留机理。结果表明，沟渠中的水生植物茭白和菖蒲对氮、磷的截留和转化有明显的促进作用；水生植物的存在可以加速氮、磷界面交换和传递，从而使上覆水中氮、

农田排水沟渠的环境效应和生态功能是农业景观研究中极为重要的因素,在这样的情况下,充分的调节农田生态系统中的水分平衡,保护流域内水文不会出现较大的变化,这样的生态建设才是极为重要的.排水沟渠作为农田生态系统边缘的交错带,为植物和动物的生长提供了环境的支持,对农田生态系统中生物的多样性有着重要的作用.因此农田排水沟渠的环境效应和生态功能是极为重要的.

介绍了现代生态排水沟的特点与含义,同时从缓冲带设计、护坡设计、基本要求以及断面设计等3个方面具体阐述了生态型排水沟的设计方式,并且应用实际案例进行了说明。现阶段,我国对于沟道的研究并未形成完整的理论体系,还处在探索研究阶段,应基于河流的治理经验,克服理念、理论上的障碍,大力促进我国生态沟道的建设。同时,结合当地实际地理条件,积极开展试点;针对不足,不断进行自我完善,以便生态沟道的实践经验与具体理论得到快速发展。

哈尔滨市灌区排水沟道多为传统土质,存在稳定性差、易产生淤积、排水效率低等问题。在生态型灌区的建设过程中,排水沟道选择使用适当透水材料,以改善农田生态环境和减少农田退水的污染排放是十分必要的。针对生态混凝土、透水型秸秆混凝土、生物砖排水沟、棱形水泥板这4种透水材料的特点,采用模糊评价法进行了评价。

在运用系统与过程的方法论观、资源价值观、生态观和高科技观来理解和把握资源与生态水利内涵的基础上,通过分析三江平原水资源开发利用状况及潜在的生态环境问题,提出了三江平原资源与生态水利的实施设想:①应加强水资源综合利用的科研及其成果的转化;②落实水土保持措施,改善生态水文环境;③落实生态环境保护措施,防止水资源质量下降;④引进先进的水资源价值理论,激活水利市场;⑤实施多环节调控,营造节水社会环境