苏州相城区望庭镇水稻田降雨径流污染特征研究

为研究水稻田非点源污染降雨径流的流失规律,减少水田中氮、磷等对地表水环境的污染提供科学依据,在自然降雨条件下,开展水稻田降雨—产流—产污同步观测的非点源试验,分析了降雨强度、降雨前田面水深、农田管理等因素对水田产流、产污的影响,计算次降雨平均质量浓度(珋ρEMCs).试验结果表明:同一场次降雨不同污染物的流失规律有很大不同,不同场次降雨的珋ρEMCs差异也很大;水稻田降雨前期的田面水深是决定径流产生的一个重要影响因子,对于分析是否有径流产生和异常数据的解析有重要作用;化肥的施用以及降雨距离施肥后时间间隔是影响珋ρEMCs的重要因素;苏州望亭镇的试验点,总氮(TN)、总磷(TP)的径流输出系数分别为4.363和0.156kg·hm-2,分别占稻季施肥量的1.21%和0.35%.

一种SWAT模型参数识别的改进方法

参数的敏感性分析和不确定性分析是分布式水文模型构建的先决条件。在辽河流域建立SWAT模型,利用SWAT-CUP中的SUFI-2算法进行参数的率定,在此基础上提出一种更为简便的参数识别方法。将研究区域辽河干流的主要支流分别进行参数识别,再将SWAT-CUP中率定的最佳参数的从TXINOUT文件中提取出来,分别覆盖到SWAT模型中各对应支流子流域的TXINOUT文件中,即可得到按主要支流经过参数识别后的SWAT模型,避免了SWAT-CUP调参工具涉及众多子流域导致参数识别过于复杂的问题。结果表明,辽河干流主要支流招苏台河、清河、柴河等子流域主要水文断面率定期的平均纳什效率系数分别为0.60、0.65、0.68,验证期分别为0.60、0.72、0.77,参数率定的结果相对于全局调参有较大的改进。采用本文提出的参数识别方法,可以解决SWAT-CUP全局调参时上下游断面结果难以同时匹配或伪匹配的问题,又可以避免分区参数识别时对不同子流域的土地利用类型、土壤类型以及坡度等参数的繁琐设定,同时降低了SWAT模型手动调参的复杂程度,可较好地应用到SWAT模型参数识别过程中。

不同降雨水平年条件下旱作玉米面源污染试验

为研究不同降雨水平年旱作玉米农业面源污染流失特征,选取辽河流域昌图县玉米地试验田进行面源污染试验,对比分析了其在2013年丰水年和2014年平水年的面源污染流失规律。结果表明,对所选试验地点(坡度0.5‰,种植玉米),在前期降雨量比较少的条件下,中雨很难产生径流污染,但是在前一场次降雨量较大时,中雨也会导致产流,形成面源污染流失。2013年玉米生长季TN、TP和CODCr的输出系数分别为5.46kg/hm2、0.57kg/hm2、25.79kg/hm2,而2014年的输出系数分别3.14kg/hm2、0.27kg/hm2、19.62kg/hm2,较2013年都有所增加,即丰水年产生的面源污染相对平水年较多。

辽河流域昌图县玉米地径流污染试验研究

随着化肥施用量的增大,农田径流污染引起的非点源污染问题日益严重.为加强对非点源污染的控制,并为农田径流污染研究提供依据,选取辽河流域玉米地进行小区试验,研究其在自然降雨条件下的径流流失.试验过程中共观测到28场降雨,获得5场出流数据.结果表明,对所选试验地点(坡度5%,种植玉米),降雨量在29.2mm以上时可能产生径流,形成非点源污染;在降雨产流条件下,氮、磷次降雨平均质量浓度(珋ρEMCs)与降雨量和降雨强度没有明显相关关系,总磷的流失量与降雨量呈明显的正相关关系.计算得到此次试验中玉米地的总氮、总磷和CODcr的输出系数分别为5.46、0.57、25.79kg·hm-2·a-1.

不同灌溉模式下水稻田径流污染试验研究

为探讨不同灌溉模式下水稻田的产流规律和污染状况,为水稻灌区的农田水管理提供科学依据,本研究在常州市金坛和溧阳两地的野外水稻田开展非点源污染源试验,分别采用深水淹灌和干湿交替节水灌溉模式.在水稻生长季内,通过安装水位计和雨量计采集田面水水位和降雨信息,针对两种灌溉模式采取不同的方法计算径流量和氮磷流失负荷.结果表明,深水淹灌模式下,27场次降雨下有5场产生出流,还有1次人工排水造成了非点源污染,该灌溉模式下水稻田TN输出系数为49.4 kg·hm^(-2),TP输出系数为1.0 kg·hm^(-2);干湿交替节水灌溉模式下,最大降雨量达到95.1 mm时仍未发生产流.水稻田产流受到水稻需水量和灌排措施的影响,与田面水水位、降雨量和最低田埂高度直接相关;相较于传统的淹灌模式,干湿交替节水灌溉模式能明显减低由于降雨或者人工排水造成的非点源污染.

水稻田非点源污染原位试验研究

为了研究野外水稻田的非点源污染,本试验采取一种新的原位观测方法:即在不改变水稻田原有出流特征前提下,在水稻生长季采集田面水水位和降雨信息,通过水位变化曲线计算水稻田每日的蒸散发和渗漏损失量,再根据水量平衡关系计算径流量.观测期间定期采集田面水测定总氮(TN)、总磷(TP)浓度,根据径流量和浓度估算非点源污染流出负荷量.试验选取北京市海淀区上庄镇某村水稻田试验田块,通过1年的试验观测得到在生长季内的37场降雨中共有9场降雨产生了出流.另外,还有2次人工排水和1次农田回归流形成了非点源污染.经计算试验区水稻田每个生长季TN输出系数为8.8 kg·hm-2,TP输出系数为0.47 kg·hm-2.该观测方法针对具有多出水口且最低田埂高度动态变化的野外水稻田的非点源污染观测具有较强的可操作性.