宁夏引黄灌区典型排水沟排域面源污染现状研究

以宁夏引黄灌区第六排水沟排域为研究对象,采取调查和监测相结合的方式,开展第六排水沟排域农业生产方式网格化调研和沟道退水水体监测与评价,旨在揭示排域内氮磷流失的时空变化规律,评估排域内农田面源污染对排水沟退水的影响。结果表明:排域内化肥施用强度在82~86 kg/667 m^(2),化肥施用量、流失量均以氮肥最高;5-9月排域退水污染物浓度的变化总体上呈逐渐下降趋势,总氮和总磷除5-7月份属于Ⅲ-Ⅳ类水质标准,其余时段均优于Ⅲ类水,氨氮除5月份属于Ⅲ类水,其余时段均优于Ⅱ类水;排域输出污染负荷结果显示,排域内氮肥施用过量。

宁夏引黄灌区农田排水沟渠水生植物物种多样性

为探索宁夏引黄灌区农田排水沟水生植物物种组成和多样性,采用样方调查法在灌区农田选取典型支沟、斗沟和农沟,并在每条沟渠布设上、中、下游断面,断面上设置样方大小进行退水沟渠水生植物物种种类、数量、多度、盖度调查。结果表明:宁夏引黄灌区排水沟水生植物由11个科,13个属,20个种组成,其中,芦苇、藨草、水莎草、香蒲、龙须眼子菜和浮叶眼子菜是分布较广的优势种。群落垂直分层明显,但以芦苇及其伴生种组成的挺水群落多见。灌区农田排水沟各层次植物种类分布和多样性指数差异较大,表现为农沟>斗沟>支沟。水位和流速是影响沟渠水生植物形态及分布的主要因素。农沟中水流速度较慢,生长环境稳定,有利于多种植物的繁殖,为科学合理布局优势物种富集农田排水中的养分,以达到控制农田非点源污染目的提供了可能。

宁夏引黄灌区典型排水沟道农田退水污染负荷特征分析

以宁夏引黄灌区第五排水沟排域为典型区域,于2021年在排水干沟和主要支干沟布设监测断面,监测排水沟道农田退水水量及水质中农业面源污染特征指标,旨在评估排域农业面源污染程度,揭示典型排水沟道农田区域退水氮磷输移量。结果表明:第五排水干沟上下游监测断面的流量呈现周期性上下波动趋势且差异性较大,上游姚伏沙渠断面流量周期性变化不明显。5-9月下游新桥四队、李岗、庙台和熊家庄4个监测断面的退水污染物,NH_(4)^(+)-N浓度变化范围在1.683~2.129 mg·L^(-1),属于Ⅴ类水;TN浓度变化范围在2.626~3.793 mg·L^(-1),属于Ⅴ类水以上;TP浓度变化范围在0.336~0.500 mg·L^(-1),属于Ⅱ类水。5-11月排水干沟入黄口熊家庄断面的月均负荷中,TN是排水沟排放量最大的污染物,其次是NH_(4)^(+)-N,第三是NO_(3)^(-)-N,TP最小。各支干排水沟汇入接纳的水源主要来自农田退水,部分支干沟接纳了少量养殖废水和生活污水,污染物排放量TN>NO3--N>NH4+-N>TP。

宁夏引黄灌区骨干排水沟道综合治理调查

宁夏引黄灌区分自流灌区和扬水灌区两部分．自流灌区即宁夏平原，地处河套西部，由卫宁、青铜峡灌区组成；20世纪70年代以来，国家投入大量资金兴建了固海、盐环定、红寺堡、固海扩灌等4处大型扬水工程，将黄河水引上高原，在滴水贵如油的亘古荒原开发良田10万hm^2。成为扬水灌区。

农田排水沟植物配置对底泥粒度特征及碳氮磷去除效果的影响

控制和降低农田退水污染物浓度是防治灌区及水体富营养化的关键。农田排水沟是农田退水流经的首个场所,为了探究植物配置对农田排水沟底泥粒度特征及碳氮磷去除效果的影响,在宁夏引黄灌区3条独立的农田排水沟:芦苇(Phragmites australis)模式(沟-1),芦苇+香蒲(Typha orientalis)模式(沟-2),芦苇+香蒲+睡莲(Nymphaea tetragona)、狐尾藻(Myriophyllum verticillatum)、水葱(Scirpus validus)模式(沟-3)采集0-20 cm底泥,测定底泥颗粒组成、粒度参数及碳氮磷含量。结果表明:3条排水沟底泥属于粉砂壤土,以粉粒为主,黏粒占比最低,平均粒级为5.20-6.07Φ;分选性较差,偏度为近对称和正偏,峰度为中等和尖窄,分形维数为2.19-2.63,质地偏粗;随植物种类和覆盖度增加,底泥粉粒、黏粒体积分数显著增加,砂粒体积分数显著下降,粒度参数显著增大;沟-1、沟-2底泥粒度频率曲线呈单峰分布,沟-3呈双峰分布,粒度概率累积曲线以跃移组分为主,沟-3悬移组分累积体积分数显著高于沟-1、沟-2,植物配置显著改变底泥颗粒组成和粒度参数;底泥颗粒组成和粒度参数对碳氮磷含量影响显著,其中,分形维数、黏粒体积分数是关键影响因素,表明排水沟植物配置通过影响底泥颗粒组成、粒度参数而显著影响底泥对碳氮磷吸附、固定和分解消减能力,沟-2底泥对碳氮磷吸附固定能力最强,沟-3底泥对碳氮磷分解消减能力最强。因此,农田排水沟混种多种植物,适当提高植被覆盖度,可减弱水动力条件,提高底泥粉粒、黏粒占比,优化底泥粒度参数,增强底泥对有机污染物和氮磷的净化能力。

人工布设基质对农田排水沟水质的影响

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0.4 g.kg 1和0.3 g.kg 1,土壤、炉渣、秸秆均明显地释放盐分,释放量为5.3~50.8 g.kg 1;秸秆显著地释放有机碳,释放量达54.0 g.kg 1;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.L 1、0.24~0.33 mg.L 1和0.04~0.09 mg.L 1。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。

干湿循环下4种护坡基质对氮素吸附试验研究

为净化农田排水沟水质,分别选取玉米芯、干树叶、锯木渣与土的混合物和全土作为排水沟护坡4种基质,通过室内不同浓度进水和干湿循环条件对其吸收氮素净化水质的能力进行了比较研究。结果表明:对于TN浓度变化,当氮浓度较高和较低时,树叶的净化能力均最好,净化率分别为91.13%和95.08%,其次为玉米芯和原土,净化率分别为78.25%和94.73%;对于NH+4-N浓度变化,当氮浓度高时,树叶具有较高的净化能力,净化率为75.07%,其次为玉米芯,净化率为29.12%,当氮浓度低时,树叶净化能力强,净化率为80.87%,其次为锯末渣,净化率为45.67%;对于NO-3-N浓度变化,当氮浓度高和低时,树叶具有较高的净化能力,净化率为49.52%和76.5%,其次为锯木渣,净化率为55.47%。随着循环次数的增加,基质对TN和NO+3-N的净化能力降低,选取合适的护坡基质,有助于农田水质净化。