石嘴山典型入黄排水沟水质时空变化特征及驱动因素

为确保入黄排水沟水质稳定达标,实现黄河流域生态保护及高质量发展,应用WQI-DET指数和水质主成分分析指数(PCAI)两项综合水质指标分析了宁夏入黄第三与第五排水沟石嘴山段2020—2022年水质时空变化特征,并结合曼特尔检验和事后多重比较法从自然因素与人类因素两方面探究了排水沟水质变化驱动因素。结果表明:排水沟贺兰段断面水质达标率最低(第三排水沟57.6%,第五排水沟69.4%),第三排水沟污染源多,治理难度大,第五排水沟污染源少,水质稳定;农田退水污染主要发生在灌溉前期,灌溉中期与冬灌期的农田退水可对河道起净化作用;第五排水沟灌溉前期多项指标与其他时期存在显著差异(p<0.05);自然因素对排水沟水质无显著影响,当地污染源以生活污水和工业废水为主。

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。

银川市重点入黄排水沟突发水污染事件应急防控探究

灵武东沟属于银川市重点入黄排水沟,流域范围较广,涉及的环境风险源虽不复杂但较为典型。本文以灵武东沟为例,结合典型突发环境事件情景,构建银川市重点入黄排水沟突发水污染事件应急防控方案。其间,要做好信息收集与研判,加强预防与预警,开展污染源排查,落实应急防控措施,实施应急监测,强化应急物资保障和调度。入黄排水沟突发水污染事件应急防控体系的构建是对“南阳实践”经验转化的一次积极探索,为类似入黄排水沟的流域水环境风险防控体系建设提供有效借鉴。

不同砂滤料配比对宁夏引黄灌区盐碱地暗管排水非全流过滤的影响

探究不同砂滤料配比暗管排水非全流装置对农田排水过滤效果的影响,以宁夏引黄灌区稻田盐碱地为试验区,分别设置细砂粒(F1)、细砂粒和细碎石1:2混合(F2)、细碎石(F3)3种砂滤料,研究不同砂滤料配比对滤水流量、排盐及滤沙效果的影响。结果表明,与F1和F3处理相比,F2处理可有效减缓砂滤料堵塞程度,F2处理平均滤水流量较F1和F3处理分别提高131.33%和106.45%;F2处理排盐、滤沙效果同样优于F1和F3处理,其中F2处理滤水中平均TDS含量和浊度相比于F1和F3处理分别降低34.64%、31.40%和31.02%、62.18%。综上,宁夏引黄灌区稻田盐碱地暗管排水非全流过滤砂滤料选用细砂粒和细碎石1:2混合较单一砂滤料而言,可有效提升其过滤性能。

灌区稻田控制排水对排水量及盐分影响的试验研究

宁夏银南灌区每年从黄河引水约16亿m3,其中超过一半的水量以排水形式退回黄河或湖泊湿地。监测数据显示目前排水的含盐量较低,排水过量现象严重,不仅导致了水资源的浪费,而且加剧了黄河及湖泊湿地的污染。造成这种现象的主要原因之一是现有灌区排水系统能力过剩。本文介绍了在该灌区水稻田进行的一项控制排水试验,研究了在生长期内抬高排水沟出口对田间排水和盐分变化的影响。试验结果表明,将深度为1m的排水农沟控制到60cm时,生长期内农沟地下排水量减少了50%左右。排水量减少后,田间地下水含盐量增长幅度仅为3.7%,远远低于影响作物生长的临界含盐量。因此,控制排水措施具有节约灌溉用水和减少农业非点源污染的重要意义。

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。

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。

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。

黄河下游串沟截堵技术研究

论述了黄河下游串沟截堵的必要性和汛期串沟截堵判别标准。重点分析串沟截堵技术流程,包括前期准备、截堵时机、修筑裹头、减少来流、进占合龙、闭气等所采用的主要技术方法。串沟截堵技术的研究为串沟截堵预案提供了技术支持,并对现场抢险作业具有技术指导作用。

宁夏引黄灌区排水沟重金属分布特征及风险评估

为探明宁夏引黄灌区排水沟水体中重金属的时空分布特征与污染现状,采集2011-2015年宁夏引黄灌区中卫第四排水沟、吴忠南干沟、银川灵武沟、吴忠清水沟、银川银新干沟、银川四二干沟及石嘴山第三、五排水沟汇合后入黄口7条排水沟中Hg、Pb、Cu、Zn、Se、As、Cd及Cr 8种重金属检测数据和以地级市为单元的社会经济指标数据,运用主成分分析法研究确定影响宁夏引黄灌区排水沟水质的主要重金属,采用内梅罗综合污染指数法对重金属污染风险进行评估。结果表明:影响吴忠清水沟水质的主要重金属是As、Zn,污染水平在2013年达到轻度污染等级,其余各年污染水平处于尚清洁;影响吴忠南干沟水质的主要重金属是Pb、Cu,污染水平在2012年、2013年和2014年达到警戒线,其余各年污染处于安全等级;其余各排水沟污染在2011-2015年整体上属于安全等级,处于清洁水平。

黄河宁蒙段凌汛洪水风险分类及其分布特征

针对黄河宁蒙段凌汛灾害频繁发生、灾害损失严重、风险防控困难等问题,通过历史凌汛灾害资料分析与现场调研考察,研究了黄河宁蒙段凌汛洪水风险分类及其分布特征。凌汛洪水风险主要分为壅水漫滩风险、穿堤沟渠凌洪倒灌风险、凌洪漫溃堤风险和工程设施破坏风险,三湖河口至头道拐河段的冰塞冰坝壅水漫滩风险与凌洪漫溃堤风险比较大,宁夏段穿堤沟渠凌洪倒灌风险大于内蒙古段的,不同类别凌汛洪水风险的分布具有险点多、险段长、影响范围广等特征。

非全流土壤排渗过滤装置对黄河含沙水过滤和滴灌堵塞的影响研究

为解决黄河含沙水滴灌过滤粘粒不易去除的问题,采用对比试验方法,设置了竖直地埋管式(V)、水平地埋管式(L)、辐射井管式(R)、渗水井管式(S)4种非全流土壤排渗过滤装置,进行了非饱和土壤处理(V2、L2、R2)与饱和土壤处理(V1、L1、R1和S)条件下的黄河含沙水过滤性能试验。试验结果表明:V1、L1、R1处理比V2、L2、R2处理两次过滤的平均滤水量分别提高3.73%、9.52%和10.56%,平均滤水含沙量分别降低2.74%、3.95%和1.84%;S处理滤水量最大,L处理滤水含沙量最小。各处理稳渗滤水含沙量均小于0.3 kg/m^(3),大于0.1 mm且小于0.129 mm的颗粒仅占0.58%。通过滴灌试验验证,S、V、L处理灌水器的相对流量和均匀系数分别大于75%和80%,均满足滴灌使用。综合考虑,建议在实践应用中推荐渗水井管式(S)和水平地埋管式(L)非全流土壤排渗过滤装置,可以为引黄灌区高效节水灌溉的黄河高含沙水过滤提供技术支撑。

黄河卫宁段河南溃堤洪水风险及沟渠倒灌影响

黄河卫宁段河南溃堤洪水灾害风险较大,引排水沟渠倒灌危害较为严重,威胁沿岸交通、通信、水利工程等基础设施以及人民群众生命财产安全,为加强洪灾预防与应对措施建设,基于一、二维水动力学数值模拟方法及沟渠倒灌影响评估方法,采用非结构化网格与内边界处理技术合理优化了复杂边界与线状地物阻挡水效果,建立了考虑排水沟渠倒灌影响的溃堤风险分析精细化仿真模型,并将其应用于黄河卫宁段河南保护区溃堤洪水演进模拟,并评估了引排水沟渠倒灌影响。结果表明:所建模型能较精确地模拟卫宁段河南保护区遭遇100 a一遇洪水堤防溃决造成的淹没风险,当卫宁段河南保护区遭遇100 a一遇洪水在泉眼山处溃堤时,跃进渠、七星渠和张裕沟将不发生倒灌退水现象,南河子沟将发生倒灌退水现象,南河子沟倒灌长度为3910 m。

南水北调中线小南河串流片防洪水位计算

传统的多河流串流计算主要采用水库联调的方法,把串流的各条河流概化为静态水库,库水位水平且不考虑横向流动。为解决串流区水流的横向流动及水面线并不总像库水位一样水平的问题,采用二维非恒定流数学模型计算串流区洪水演进。通过概化地形、考虑入流、糙率、边界条件和水流的横向流动等因素,计算出了整个串流区域的水面线、水深、流速、出流等水力要素,并给出洪水演进模拟图,为确定河流与总干渠交叉建筑物的规模、总干渠左岸沿线水面线和对沿线村庄、农田的防洪影响提供了可靠的依据。

银川地区主要入黄排水沟水质演变趋势分析及提升对策

为进一步探索银川地区主要入黄排水沟水质年际变化规律及水质演变趋势,根据近7年水文数据资料,应用季节性Kendall检验法分别对银川地区六条主要入黄排水沟进行水质趋势分析,结果表明:2013—2015年,大河子沟、东排水沟、中干沟、第二排水沟、银新沟5条排水沟污染程度有略微上升趋势,水体污染较为严重。2017年河湖长制实施以来,排水沟水质呈稳步好转趋势,过去7年水质演变整体呈“高度显著下降”趋势。

银川市入黄排水沟综合治理及资源化利用研究

排水沟是城市地表水环境的重要组成部分,其水质好坏直接影响城市形象,因此对排水沟进行综合治理势在必行。本文论述了银川市入黄排水沟污染成因及治理措施,然后进行资源化利用模式及效益分析,以期为城市地表水治理及资源化利用提供参考。

黄河堤防工程淤区水沟浪窝防护措施

针对雨季黄河堤防淤区工程中出现的水沟浪窝现象进行了分析,从土质、排水设施、人为因素三方面阐述了水沟浪窝形成的原因,分雨前、雨时、雨后三阶段探讨了相应的防护措施,提出应做到勤巡查,及时处理。

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。

宁蒙引黄灌区农田排水沟渠水质特征

黄河上游农业面源污染正在变成影响黄河水质的主要污染源,威胁到下游黄河流域水资源的安全利用。通过对宁蒙引黄灌区排水沟渠土壤和水质的调查,发现宁蒙灌区排水的pH、TN、TDS和NO3--N分别受不同排水沟渠、排水沟渠级别及二者互作的影响。内蒙古九排干排水的TDS和NO3--N浓度受排水时间影响显著,TN、TP、NH4+-N和COD浓度主要受排水时间、沟道级别及二者互相的影响。宁蒙灌区沟底底泥中的全盐含量明显低于边坡,而TN和TC平均是边坡土壤的1.2倍。内蒙古河套灌区沟底底泥中TN、TP和TC的增加比例是宁夏灌区的1.6、3.8和6.3倍。内蒙古河套灌区农田排水水质明显差于同期(8月)的宁夏灵武灌区,其TDS、TN、TP、NH4+-N和COD浓度是宁夏灵武灌区的3.2、2.5、2.8、10.0和1.5倍。宁蒙引黄灌区农田排水污染以氮含量超标为主,尤其以农沟和干沟为主,而磷浓度较低,基本不造成污染。内蒙古引黄灌区各主要排水时期,以8月农沟排水中氮超标和干沟排水中氮和磷污染程度最高。

黄河源区典型河网平面形态特征及影响因素

黄河源区不同地貌环境下的河网发育模式、平面形态等具有显著差异,存在羽状、矩形状、对称羽状和树状4种典型的河网类型。选取黄河源区83个典型子流域,计算了河网平面特征参数,探讨了河网参数与地形和气候因子的关系及河网类型的分布规律。结果表明,4类河网平面特征差异性通过流域宽长比、河网密度和流域内河流流向最大频数得到了较好的体现。流域坡度和降雨量对河网密度及流向的影响显著,且能较好解释河网密度及流向最大频数的变化;降雨对流域宽长比的影响显著。羽状主要分布在源区上游北部边缘地带,气候干旱,地表裸露,流域坡度均值为4.5°,流域高差均值为730 m。矩形状集中分布在若尔盖地区,气候相对湿润,且有大量的沼泽湿地,流域坡度和流域高差均值分别为2.3°和177 m。对称羽状处于高山峡谷地带,流域坡度和流域高差均值分别为16.9°和1167 m,降雨量变化范围大。树状分布在黄河源中游山区及中下游的冲积地貌,流域坡度和流域高差均值分别为15.4°和968 m,植被覆盖较好。结合4类河网的空间分布特征及河网参数与环境因子的多元回归分析结果分析,认为地形是决定河网平面形态分异的主要原因;当地形限制减小,气候条件和植被覆盖情况对河网的发展起了重要作用。