濉溪县沱浍澥灌区水源条件研究

文章从濉溪县水土资源条件出发,结合境内水利基础设施条件,分析灌区水源条件,得出该区具备发展井河结合灌区的结论,保证了粮食的达产与增产。

潇河灌区地表水无机化学特征及离子来源解析

为研究潇河灌区无机水化学特征及其控制因素,本研究于2021年10月至2022年8月对潇河灌区地表水进行采样分析,综合运用相关性分析、数理统计和离子比值等方法,分析研究区地表水化学类型及离子来源特征。结果表明:研究区水化学类型主要为HCO_(3)_(-)Na·Mg·Ca型,优势离子为Mg^(2+)和HCO_(3)_(-),分别占阳离子和阴离子的35.41%和68.49%。地表水体受岩石风化影响显著,离子含量的时间变化特征显著,2月和6月总溶解性固体含量最高。Ca^(2+)、Mg^(2+)和K^(+)来源于硅酸岩风化,HCO_(3)_(-)来源于碳酸岩风化,Cl^(-)、SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-)主要受人类活动影响。

洱海灌区农业面源污染末端拦截治理研究

农业面源污染作为洱海的主要污染来源,近年通过采取一系列治理措施,洱海水质得到了显著改善,但农灌沟渠的水质情况依旧不容乐观。农灌退水污染物以氮磷为主,浓度高处理难度较大。针对洱海灌区农业面源污染并结合已实施试点工程,拟使用末端拦截方法拦截污染物浓度较高的初期雨水,在末端拦截带中经过生态处理,回灌农田。一方面减少洱海污染物排入量,另一方面节约水资源量。经过测算,通过末端拦截工程,可削减COD1042.74 t/a,占总削减量的30.18%;TN削减409.95 t/a,占总削减量的53.37%;TP削减127.92 t/a,占总削减量的24.03%;NH3-N削减126.41 t/a,占总削减量的61.28%;削减污染物效果显著。

基于主成分分析法的灌区工程施工风险研究

以河南省赵口引黄灌区二期工程为例,建立基于主成分分析法的灌区工程施工风险研究模型。运用矩阵线性变换原理构建主成分分析数学模型,通过矩阵运算提取部分可观测综合指标。构造函数计算风险类别及各施工工序的综合得分,得分越高风险越大。结果可知,得分最高的工序是水闸闸门施工,其次是倒虹吸混凝土浇筑;得分高的主要风险因素为设计方案合理性,其次是施工组织设计方案合理性。针对工序和施工风险的重要性,给出了风险防控对策。

大型灌区续建配套与现代化改造项目供需水量平衡分析研究

根据某大型灌区水资源利用现状,分析灌区范围内多个水源的可供水量,根据农业生产作物种植结构调整、人口和工业产业发展,结合续建配套与现代化改造项目的规划实施,对灌区范围内规划水平年的农业、生活、工业等需水量进行预测分析,灌区水资源达到供需平衡,总体上满足灌溉需求,促进水资源的高效合理利用。

南昌城南片区备用水源的水质变化研究

南昌市2017年将赣抚平原灌区西总干渠列为城南片区应急备用水源地,为保护水源,提升赣抚平原灌区水环境质量,采取了多项措施,取得一定成效。本文比较了赣抚平原灌区2016年和2019年干渠及主要支渠水质总氮、总磷、氨氮、CODCr等指标变化,结果表明除总氮外,其他指标检测结果均达到地表水Ⅲ类水的标准。2019年监测结果优于2016年,总氮、总磷等理化指标较2016年有所下降,除COD外,年份之间差异性不显著,整治措施初步显效,结果可为现代化生态灌区建设水质保障提供借鉴。

内蒙古农业灌区夏、秋浇的氮磷流失变化

通过对内蒙古农业灌区引黄灌溉的2次主要大规模灌溉(夏浇、秋浇)的跟踪监测,研究了农业灌区的氮磷流失情况.分析了2次灌溉期的各引水渠和排水渠中总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、硝氮(NO3--N)、总磷(TP)、溶解性无机磷(DIP)、溶解性有机磷(DOP)、颗粒磷(PP)的变化情况.研究表明:夏浇时,由于植物吸收、灌水量小等因素,基本不产生污染.而秋浇期间,由于灌水量大、土地裸露成为非点源污染产生的主要时期.在对第8排域的TN、TP的连续监测中发现,排干沟中的总氮总磷含量基本维持在4.16mg.L-1和0.1725mg.L-1,且氮为主要的污染控制因子;排干沟中的N/P为24,排入乌梁素海中极易引起水华发生.结合河套农业灌区的自然条件、耕作方式等因素,综合分析了河套灌区在夏浇及秋浇时期的非点源污染产生过程及污染特点.为该地区非点源污染管理和控制提供科学依据.

大沽排污河污灌区土壤重金属富集特征和来源分析

测定了天津大沽排污河污灌区耕作层（0-25 cm）和底层（25-50 cm）土壤中重金属、As、Fe及TN、TP和有机质等的含量,采用污染指数、相对富集系数和聚类分析等方法研究了重金属的富集特征和可能来源.结果表明,Hg、Cd、Pb和Zn达到土壤环境质量二级标准,As、Ni和Cr达到一级标准.耕作层Hg的含量为0.323 mg/kg,污染指数（CF）和相对富集系数（REF）分别为10.8和7.2,属于严重污染和重度富集,Cd的含量为0.341 mg/kg,CF和REF分别为3.8和4.5,属于重度污染和中度富集,Pb、Zn和As的含量分别为44.71、08.29和11.2 mg/kg,CF和REF均小于3,呈现中度污染和低度富集,Ni和Cr的含量分别为29.86和66.6 mg/kg,基本没有富集.Hg、Pb和Zn在耕作层土壤中富集较严重,As在底层土壤富集较严重,Cd、Ni和Cr在两层的含量接近.与1985年的调查结果相比,Cd和As的含量有所增加,Hg、Pb和Zn的含量有所下降,Cr和Ni的含量略低于土壤环境背景值.通过聚类分析并结合大沽排污河污染源调查,表明Hg除受污水灌溉的影响外,燃煤释放的Hg可能是重要来源之一,也是As含量增加的主要原因,Cd、Pb和Zn可能来自污水灌溉和大气沉降,以污水灌溉的贡献为主,Ni和Cr以自然来源为主.

宁夏引黄灌区稻田氮磷流失特征初探

在宁夏引黄灌区选择相对封闭灌排体系作为试验监测区,通过2年在作物灌溉期间对试验监测区的灌排水中氮磷的跟踪监测,研究了该区域氮、磷流失,分析了支渠灌溉水、支沟排水中的氮磷动态变化规律。研究表明:2006年种稻区的氮磷流失明显高于2007年的稻旱区,稻区氮的流失负荷15.2kg·hm-2,磷的流失负荷6.9kg·hm-2;稻区比稻旱区氮磷流失严重,稻区总氮变幅在0.32～8.22mg·L-1,总磷变幅在0.012～0.921mg·L-1,均超过水体富营养化指标;稻区支沟排水中氮磷组分变化与稻旱区一致,氮都是以硝态氮为主,磷以溶解性总磷和颗粒磷为主,支沟排水中的硝态氮动态变化与总氮变化一致,颗粒磷与总磷动态变化一致,均为前期颗粒磷含量较高,中后期较低,可溶性总磷与之相反;灌溉前期支沟排水中氮磷流失严重的几个时期,均是在各种作物施肥7～10d后,尤其氮、硝态氮流失严重,后期支沟排水中氮磷流失是由于传统的不合理的灌溉形成的地表径流,将灌溉水养分含量迁移到排水中,造成支沟排水氮磷流失加重。结合宁夏引黄灌区的自然条件、耕作方式等因素,综合分析了宁夏引黄灌区在作物灌溉期间非点源污染产生过程及污染特点,为该地区非点源污染管理和控制提供科学依据。

青铜峡灌区氮素流失试验研究

针对农业非点源污染氮素流失难以监测控制的具体特点,基于单元负荷分析,提出了负荷贡献率的概念,并在此基础上,建立了灌区氮素流失估算模型;利用青铜峡灌区2005—2006年灌溉周期灌排水质监测试验资料,对灌区年氮素流失总氮、硝氮和铵氮流失3种形态进行了估算。结果表明,青铜峡灌区年流失总氮4.11×104t、硝氮2.85×104t、铵氮0.55×104t,铵氮和总氮分别是黄河干流区间点源污染负荷的0.28、1.52倍,对黄河干流水质影响较大。

基于区间多阶段随机规划模型的灌区多水源优化配置

灌区多水源灌溉系统中存在许多不确定性因素,随着系统环境的变化及不确定性因素的影响,导致其配水过程具有动态特征。针对灌区多水源灌溉系统的配水特点,该文建立基于区间多阶段随机规划的灌区多水源优化配置模型。同时,考虑灌溉水对作物产量的影响,引入水分敏感指数权重系数,并以黑龙江省和平灌区水稻不同生育阶段灌溉水资源优化配置进行实例研究。结果表明,在不同来水情境下,管理者可根据各个生育阶段水分敏感指数权重系数,判断作物不同生育阶段的需水敏感程度,当来水情境的来水量多时,会产生余水量,可调配给下一生育阶段;当来水情境的来水量少时,管理者可在减少灌溉水量与增加外调水之间进行权衡,并根据需水关键期与需水非关键期做出决策,使水资源在作物生育阶段间及作物生育阶段内进行分配,实现灌区多水源灌溉系统的动态配水。该模型的应用在确保作物产量的同时,使灌溉水资源在作物各个生育阶段进行合理配置,有效地避免了水资源浪费,对提高灌溉水利用效率、保证水资源的可持续利用具有重要意义。

基于GIS的宁夏灌区农田污染源结构特征解析

在对宁夏灌区种植业、畜牧业、工业与居民生活排污源实地调查的基础上,结合各地区2005-2008年统计资料及已有对污染源结构的研究成果,利用统计分析和G IS技术方法,分析宁夏灌区种植业、畜牧业、工业与生活四方面的污染源的污染物的类型、排放方式及途径,并应用SPSS 13.0、ArcG IS 9.3地理信息系统空间分析软件及主成分分析和空间结构分布分析方法,研究该区农田污染源结构特征,把污染源组成分布与变化趋势采用数字化和可视化的形式展现出来,通过颜色的深浅递进将种植业、畜牧业、工业与生活四大类污染源区分出轻度、中度、重度等结构类别,最终将所研究的4个方面的污染源分别对应到灌区内各个县市。结果表明,宁夏灌区各项污染源的区域分布表现不同,且各县市污染程度按以下列出顺序依次递减,即,种植业污染源区域主要包括平罗县、中宁县;畜牧业污染源区域主要包括青铜峡市、吴忠市、平罗县;工业污染源区域主要包括中卫市、青铜峡市、吴忠市;生活污染源区域主要包括银川市、石嘴山市。该研究方法把青铜峡市、永宁县、银川市等灌区各县市污染源结构组成差异与变化趋势清晰地表示出来,对直观认识宁夏灌区黄河水污染源结构,寻求防治污染的方法途径有一定的引导作用,可为进一步开展农业污染综合防控,进行清洁生产,并为黄河水的污染防治提供参考。

基于单元分析的青铜峡灌区农业非点源污染估算

针对灌区农业非点源污染难以监测控制的具体特点,基于单元分析的观点,提出了负荷贡献率的概念,并在此基础上,建立了灌区农业非点源污染负荷估算方法;以青铜峡灌区为例,利用2005—2006年灌溉周期灌排水质监测试验资料对灌区年农业非点源污染矿化度、铵氮、总氮和总磷负荷进行了估算,并与平均浓度法进行比较。计算结果表明:青铜峡灌区农业非点源污染年输出盐分283万t,铵氮0.55万t,总氮4.11万t,总磷123 t;结合黄河干流控制断面水质资料比较分析,青铜峡灌区农业非点源污染负荷中盐分输出占干流区间增量的70%,铵氮和总氮分别是区间点源污染负荷的0.28倍和1.52倍,对黄河干流水质影响很大;而总磷由于输出量较小,对干流水质影响不大。

土壤点源入渗自动测量系统监测滴头下土壤湿润过程

土壤水运动过程是滴灌系统设计和运行管理的重要内容。该研究采用点源土壤入渗自动测量系统,利用计算机可控数码相机和图像识别技术测量滴灌地表湿润面积和土壤湿润体随时间的变化过程。采用正三棱形有机玻璃土箱,设计一系列点源滴灌室内试验,获得点源滴灌入渗过程随时间的变化过程。试验采用3个流量：2、4及8 L/h处理,每个处理设置了3个重复。用数码相机每4 min拍摄一次地表湿润面积,用于计算地表湿润面积随时间的变化过程。同时,在1、2、3、4、6、8、10、12、20、30、40、50、60、70、80、90、100、120、140、160、180 min时刻,在贴在土箱侧面的透明胶片上,手工记录地表湿润面积和垂直湿润锋面随时间的变化过程。由测量系统根据记录的地表湿润面积随时间的变化过程自动计算得到土壤的入渗过程。通过入渗过程,计算得到滴头下地表土壤的湿润面积,由计算得到的土壤入渗率和计算得到土壤的湿润剖面,将计算结果与实测结果对比,检验测量的精度。结果表明,手工测量得到的地表湿润面积都略大于由土壤入渗自动测量系统计算得到的入渗率计算的地表湿润面积。由计算得到的入渗率预测的土壤入渗深度,略大于实测土壤入渗深度。计算得到前者的相对误差为2%-15%,后者的相对误差为1%-8%。说明土壤入渗自动测量系统,能够准确描述点源滴灌地表湿润过程及土壤入渗过程,并能预测不同流量下垂直入渗深度,测量方法可以为滴灌系统的设计提供相关参数。

平原灌区农田养分非点源污染研究进展

平原灌区作为农业规模化生产的基地,在农业乃至经济社会发展中起到了重要作用,但是随着农业的发展,平原灌区农田非点源污染问题日益严重,研究平原灌区农田非点源污染具有重要意义。文章以平原灌区污染物随水文循环迁移过程为基础对平原灌区养分非点源污染研究进行综述。(1)平原灌区农田非点源污染的主要来源是过量的化肥施用,农药和农膜,秸秆等农作物的降解,牲畜粪便,污水灌溉,灌溉引起的盐渍化以及大气的干湿沉降等;产生及影响因素主要有土壤的理化性质,水分的输入方式和人为管理措施等。(2)降雨径流及灌溉排水条件下污染物在多级渠系中的迁移规律和灌区地表水与地下水的交互耦合作用决定了平原灌区农田非点源污染的输送途径与特征。(3)在监测资料比较缺乏时,采用输出系数法进行负荷估算;在监测资料充足情况下,采用针对灌区特殊的水文特征而改进的经典水文模型对平原灌区农田非点源污染的负荷进行估算。(4)新型肥料、配方施肥、合理的耕作措施及生态沟渠的设置有利于平原灌区农田非点源污染的控制,TMDL(Total Maximum Daily Loads)为平原灌区农田非点源污染控制提供可靠的依据。针对平原灌区非点源污染研究现状,提出了中国开展平原灌区农田非点源污染研究的重点,包括养分污染物在多级沟渠中的迁移,灌区地表与地下水水量水质耦合模型的建立,分级控制单元与TMDL的制定以及多模型结合模拟等,可望在控制农业非点源污染方面起到指导作用。

内蒙古土默川黄灌区表层土壤中HCHs的分布特征及来源解析

选取土默川黄灌区镫口扬水灌区与民族团结灌区为研究区域,采用GC-ECD分析表层土壤样品中HCHs的含量。结果表明,HCHs总含量在ND^32.51 ng·g^(-1)之间,平均浓度为7.2 ng·g^(-1)。δ-HCH在4种异构体中占主要成分,平均值为3.69 ng·g^(-1),且平均值含量顺序为δ-HCH>γ-HCH>β-HCH>α-HCH。总体来说,土默川镫口扬水灌区与民族团结灌区表层土壤中HCHs残留水平处于较低水平。采用反距离加权法对HCHs在研究区的空间分布进行分析可知,基本呈东西走向,水平分布上东部要略高于西部,向南北两侧分别呈递增趋势。此外,分析探讨了不同影响因素下HCHs的分布特征,并通过α-HCH/γ-HCH的比值对HCHs进行来源分析,其比值介于0.15~1.59之间,表明土默川镫口扬水灌区与民族团结灌区表层土壤中发生了环境变化,且一小部分土样中α-HCH/γ-HCH比值接近于1,说明本地区有新的γ-HCH输入。

北运河下游不同土地利用非点源污染负荷估算

选取我国北方地区以圩区为主要形式的北运河下游农业灌溉区——天津武清区和北辰区作为研究对象,针对不同土地利用类型进行降雨径流污染物浓度监测,采用美国土壤通用流失方程(USLE)、降雨径流模型(SCS-CN)、综合径流系数法等,结合GIS技术,分别估算了透水地面和不透水地面的氮磷负荷量。结果表明,非点源污染总氮、总磷的年负荷量分别为2865.04t.a-1和101.22t.a-1,不透水地面所产生的TN、TP负荷量分别占研究区污染负荷总量的81%和67%,透水地面所产生的TN、TP负荷量分别占研究区污染负荷总量的19%和33%(且污染物形态以溶解态为主,分别达到了81%和74%)。对于不同土地利用类型,总氮流失主要来源于村庄(贡献率为49%)、城镇(贡献率为17%)和耕地(贡献率为16%),而总磷主要来源于村庄(贡献率为31%)、耕地(贡献率为23%)和城镇(贡献率为19%)。从产污强度来看,城镇用地是最高的,是其他土地利用类型的10倍以上。

北京市东南郊不同灌区表层土壤中PAHs来源解析

采用正三角形布点法在北京市东南郊污灌区、再生水灌区、清灌区分别进行了3个表土的样品采集,采样间隔为1 m,共采集9个样品,分别测试了样品中16种多环芳烃的质量分数。测试结果表明:大部分PAHs在3个灌区表土中均有检出,污灌区除了蒽和苯并[a]蒽外,其余均有检出;再生水灌区除二氢苊和苯并[a]蒽外,其余均有检出;清灌区16种PAHs均有检出。其中,污灌区的ΣPAHs大约为730μg/kg,再生水灌区ΣPAHs大约为207μg/kg,清灌区PAHs大约为43μg/kg。分别利用比值法、聚类分析法和主成分分析法对研究区土壤中PAHs的可能来源进行解析,通过比值法和聚类分析法可以得出:污灌区表土PAHs污染主要来源于石油源,而再生水灌区和清灌区的PAHs主要来源于燃烧源。由主成分分析法可以定量地计算出各个污染源对PAHs的贡献率:在污灌区采样点,燃烧源/汽车尾气和焦炭源/石油源的贡献率分别为30%和70%;在再生水灌区,PAHs的主要来源为煤的燃烧、汽车尾气的排放和部分石油源的输入,贡献率分别为83.2%和16.8%;在清灌区,PAHs的主要来源为煤的燃烧和汽车尾气的排放,贡献率分别为83.6%和16.4%。

灌区上游水源区生态价值评估方法及实例研究

灌区上游水源区所产生的巨大生态效益对灌区的经济社会发展有着举足轻重的作用。基于对灌区上游水源区生态价值要素的识别,构建了包含4个层次、18项评估指标的灌区上游水源区生态价值评估指标体系,较为全面地反映了区域生态价值的整体构成。并以淠史杭灌区的上游水源区为例,用影子工程法、市场价值法等定量的方法,分别从物质产品价值和生态服务价值两方面评估了其生态价值。结果表明:淠史杭灌区上游水源区的生态价值总量为425.17亿元,充分体现了上游水源区对下游乃至全社会做出的巨大生态服务贡献。

基于NDVI时序数据的不同水源灌溉面积分类研究--以人民胜利渠灌区为例

灌溉面积是水土资源利用的重要指标,灌溉面积监测是灌区和农业水资源管理的基础。【目的】探索不同水源的灌溉面积的遥感分类方法。【方法】基于人民胜利渠灌区2017年的Landsat8卫星数据和2012年的MODIS卫星数据,提取了灌区NDVI时序数据曲线,分别采用监督分类和非监督分类方法对灌区不同水源的灌溉面积进行分类,并结合实地调查资料对分类结果进行验证。【结果】非监督分类方法并不适用于灌区尺度的灌溉水源分类;基于MODIS数据的分类效果较差,分类精度为57.14%;基于Landsat8数据的NDVI时序数据和监督分类的结果较好,分类精度达到73.58%。【结论】空间分辨率较高的NDVI时序数据可对灌区灌溉水源进行分类。