上海市郊林带区与非林带区地下水位及地表径流变化对比分析

采用同步观测及对比分析方法,分析上海市郊林带区和非林带区(麦田和菜田)地下水位和地表径流的变化特征,结果表明:林带区与非林带土壤质地、耕植方式、排水形式相同,地下水位升幅高于非林带,地表径流小于非林带,这可能是林带树冠截留降水缘故(林带区与菜田比较)。但非林带雨前地下水位埋深大和林带区以坡地产流为主、非林带为蓄满产流时,林带区地下水位升幅低于非林带,地表径流大于非林带(林带区与麦田比较);林带区地下水位的消退速度都小于麦田和菜田,主要原因可能是林带区的树根有较强的蓄水能力。

上海青浦城区西北片河网调水的数学模型构建与验证

基于河道几何特征以及污染物对流、湍动扩散和混合稀释的不同机制,构建起模拟上海青浦城区西北片河网内污染物浓度时空分布的二维数学模型;采用两种不同的实际调水工况(先排后引和边引边排),对所建模型进行了验证计算.结果表明,河网内各取样点的污染物浓度实测值与计算值都基本一致.从而证明了所建模型具有工程适用性,可用于模拟上海青浦城区西北片的河网水质调节过程.

上海青浦城区西北片河网引清调水的研究

基于河道水体溶解氧浓度随时间变化的实测数据,得出了上海青浦城区西北片河网在不同季节下的引清调水频率;采用经过实际调水过程验证的数学模型,对7种边引边排工况下的河网内水流运动进行了数值仿真,获得了每种工况下的水流速度场分布。以水流速度场模拟结果为基础,分析了现有水利设施条件下青浦城区西北片河网内水体的流动性,进而提出了为实现河网水体的流动自净功能应打通留水河和进行新的水利设施建设(如配置新的高流量水泵等)的建议。

上海青浦城区西北片河网调水方案的效果分析

利用经过实际调水过程验证的二维数学模型,对上海青浦城区西北片河网的9种调水工况(6种边引边排和3种先排后引)进行了数值仿真,获得了每种工况结束时刻河网内的污染物浓度分布.以模拟结果为基础,对比分析了每种工况的调水效果,进而提出了优化的调水方案.

上海青浦城区西北片河网调水方案的效果分析

利用经过实际调水过程验证的二维数学模型，对上海青浦城区西北片河网的9种调水工况（6种边引边排和3种先排后引）进行了数值仿真，获得了每种工况结束时刻河网内的污染物浓度分布；以模拟结果为基础，对比分析了每种工况的调水效果，进而提出了优化的调水方案．

1997-2007年上海市青浦区河道表层水氮元素污染特征及其社会经济驱动因子分析

利用19972007年间的上海市青浦区水质常规监测数据,分析了青浦区河道表层水中氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮含量的年际变化特征,并采用灰色关联度分析方法计算了3种形式氮元素含量与19个社会经济指标之间的关联度.结果表明,19972007年间青浦区河道表层水中氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮含量均呈上升趋势.氨氮含量变化主要由生活污染引起,硝酸盐氮含量变化主要由农业污染引起,亚硝酸盐氮含量变化主要由工业污染引起,同时也受到生活污染和农业污染的综合影响.

农田地表径流总磷流失特性

为了阐明农田地表径流引起的磷流失的过程和特征,在上海市青浦区一试验田采用不同的施肥方式,通过模拟降雨试验研究地表径流不同阶段中总磷流失状况.结果表明,在降雨-径流-土壤系统中,随着稳定强降雨的持续,总磷在径流前期阶段迅速流失而后期阶段流失较慢,前者的流失强度约为后者的3倍;虽然径流前期总磷流失强度大,但由于其持续时间远小于后期阶段,故后期反而有更大的总磷流失量,约为前期的1.5倍.经计算总磷流失量与径流量相关性系数接近于1,可见二者相关性显著,总磷流失量受径流量影响较大.不同施肥方式下总磷流失状况不同,顺着径流方向施肥会使土壤中的磷素更易于流失,其径流中总磷的峰值浓度约为垂直径流方向施肥时的2.5倍.研究结果对有效控制农田磷流失及相应的水体面源污染具有重要的参考意义.

控制排水对大棚土壤盐分的影响

用定期取土样测定其电导率的方法,监测大棚控制排水2个月后不同深度的土壤盐分变化。结果表明,土壤盐分脱减量与地下水埋深为正相关关系,控制排水能有效地控制地下水埋深,影响土壤盐分的变化,且随着控制深度的加大,地下水埋深增大,土壤盐分脱减量变大。控制排水对于减轻渍害威胁和控制土壤盐分积累有明显的效果。

塑料大棚控制排水系统设计及水管理研究

采用水管理软件DRAINMOD,以SEW30为指标,确定塑料大棚暗管控制排水系统的间距和埋深。然后根据淋洗土壤盐分的需要,选取不同降雨水平年,采用不同的暗管控制排水出口深度及不同的灌水量,共组合成9种方案,以SEW30、土壤0~60 cm土层盐分脱减率、排水量作为评价指标,分析出研究区不同降雨水平年的水管理方案：丰水年以排涝排渍为主,控制出口深度保持约80 cm。不需加大灌水量控制土壤盐分;平水年,控制出口深度保持在50 cm左右,不需加大灌水量可以达到减少排水量并控制渍害的目的;枯水年,控制出口深度维持在50 cm左右,需加大灌水量10%淋洗土壤盐分。

防治大棚土壤盐碱化的水管理方案

针对大棚土壤盐碱化问题,在田间试验的基础上,应用水管理软件DRAINMOD模拟各种大棚农田水管理措施下土壤含盐量的变化过程。模拟结果表明:夏季揭棚,对于控制土壤盐碱化具有明显的效果;无排水措施时,即使在夏季揭棚让雨水淋洗,长期种植也导致土壤积盐过多,不适应蔬菜生长;对于0～40 cm表层土壤,控制排水的盐分淋洗效果好于自由排水,但对于40cm以下的土壤,自由排水的盐分淋洗效果要好于控制排水;在不揭棚时节,适当加大灌溉量有一定洗盐效果;在高温多雨时节揭棚,采用控制排水和常规灌溉量,是比较好的大棚水管理方案。

水平悬浮气力输送在不同约束条件下的临界风速方程及求解分析

分别建立了三种不同约束条件(给定物料质量流量和输料管管径、给定物料质量流量和输送浓度比、给定输料管管径和输送浓度比)下的水平悬浮气力输送临界风速的基本方程,以克服目前确定临界风速的方法中由于未能给定物料输送能力,而与设计计算相脱节的缺陷。基于所建立的基本方程,选取面粉、硅石砂和小麦作为典型输送物料,计算分析了不同阻力区的物料在不同输送条件下的临界风速变化特征。

不同形式生态沟渠截除农田径流污染物效果分析

为探索上海地区生态沟渠不同布置方式对农田径流污染物拦截效果的影响,构建了2种不同布局的生态排水沟渠系统("一"字型和"弓"字型),针对2种不同径流进水污染物浓度(一般浓度和较高浓度)水平,对生态沟渠农田径流营养性污染物的截除效果开展了研究。结果表明:2种不同布置方式的生态沟渠对径流污染物均有较好的截除作用,对SS、TN、NH_4^+-N、TP的去除率分别在13%~28%,12%~41%,14%~47%,12%~55%之间,总体来看,"弓"字形生态沟渠对污染物的去除效果要优于"一"字形生态沟渠;一般浓度水平下,"弓"字形生态沟渠对SS、TN、NH_4^+-N、TP去除率分别比"一"字形高13.63%,27.49%,32.17%,11.98%;较高浓度水平下,"弓"字形生态沟渠对SS、TN、NH_4^+-N、TP去除率分别比"一"字形高10.71%,20.06%,25.86%,22.83%。最后,对生态沟渠相关应用与今后的研究提出了建议。

模拟降雨条件下农田裸地氮素随地表径流流失特征

为了研究模拟降雨条件下农田裸地的氮素随地表径流流失的规律,在室外模拟降雨条件下,采用表面撒施和沟施两种施肥方式,设置不同的降雨强度,研究初始含水率及雨强对径流流量的影响,以及农田裸地的氮素随地表径流流失的规律。结果表明,在产流过程及径流量上的差异,主要是土壤初始含水率和雨强这两个因素共同作用的结果。对于初始含水率和雨强这两个影响因素而言,氨态氮(NH_4^+-N)更易受到初始含水率的影响,而硝态氮(NO_3^--N)更易受到雨强的影响。农田氮素随地表径流累积流失量与农田累积径流量呈现正相关关系,两者之间的关系曲线拟合的结果较好,R2均在0.96以上,表明降雨径流是影响氮素流失量的重要因子。在较大的雨强条件下,农田裸地径流流失氮素的主要形态为颗粒态氮,而水溶性氮素的流失形态以NH_4^+-N为主。在两种不同的施肥方式下,在撒施情况下随径流流失的氮素流失量要显著高于沟施。

盈湖三岛蓝藻水华综合治理措施研究

讨论了蓝藻水华研究现状,综合现有的控藻理论,提出一套适用于中小湖泊水体的蓝藻水华综合治理措施,应用在上海市青浦区盈湖三岛水域,成功治理了该区域连续多年暴发的蓝藻水华。为保证蓝藻水华治理和污染水体水质改善的长效性,建立了一种以政府一次启动投资带动物业管理部门进行后续蓝藻水华防治以及水质改善和维护的净水渔业发展模式,成功地解决了公共区域水环境保护和水污染治理的资金来源问题。根据治理区域的特点,采用了生态陷区控藻方法,达到了小区域、低成本、高效率的快速灭藻效果。

稻田生态系统水量平衡对实验增温的响应--上海青浦案例研究

依托农业水利灌溉水平衡实验设施,在上海市青浦区利用红外线辐射器对稻田生态系统进行了野外增温实验,结果表明：当土壤温度升高1-3℃,且保持现有农业管理方式不变的情景下,水稻的地上生物量下降了17.97%,稻谷产量下降了10.19%;稻田生态系统的水循环加速,水稻耗水量增加了14.4%,产量水平上的水分利用效率下降了24.1%.

基于流域基本单元的分布式流域汇流模型及应用

针对传统汇流计算复杂、需要参数较多的缺点,提出了基于基本单元的分布式汇流计算方法,建立基于V形和马蹄形基本单元的离散化模型,用面积—时间曲线法和库赛斯法分别求坡面汇流和河网汇流,由此组合构建分布式流域汇流模型,以沿渡河流域为例进行计算取得了较高的精度。该模型结构简单,资料少,算法易实现。

基于主成分回归分析的河道淤积成因研究

针对长江流域下游平原感潮河网地区河道淤积受自然条件和人类活动诸多因素交叉影响的特点,综合分析区域内中小河道淤积的影响因素并按重要程度排序,以便制定相应的控制对策。选取上海市青浦区作为研究区域,监测区域内33条河道2006～2010年的淤积情况,结合监测期间的水文、气象以及土地利用等资料,运用主成分回归分析方法和MATLAB软件进行计算对比。结果表明,监测河道附近的人类活动所引起的水土流失、垃圾排放和水体污染等是导致区域内中小河道产生淤积的主要因素。

稻田灌水量与化肥流失关系的研究

氮肥是农作物的主要肥料,氮肥施入农田后,被作物吸收、利用的仅占其施入量的40%-50%,还有相当一部分经各种途径损失于环境之中,成为重要的污染源。探索合理的水肥管理措施,减少氮肥流失,对减轻水环境影响具有重要意义。通过布置水稻不同的灌溉方式、施肥方式及施肥水平的对比试验,从水稻田氮素流失主要途径着手,监测并分析了不同灌溉方式的灌溉水量、降雨利用量以及氮素的转化和流失量,分析了不同施肥方式及施肥水平水稻田氮素流失情况,提出了保障高产、减少化肥流失量并适合当地条件的灌溉方式、施肥方式和施肥水平。并对科学水肥管理制度的技术特点、操作模式、管理要求、配套措施提出了建议。

污水处理厂出水的农业再利用研究

通过田间对比试验,分别对生活污水处理厂和工业污水处理厂的出水于农业再利用的可行性及需要注意的问题进行了研究和讨论,对次生污染水的农业再利用有一定的参考意义。

关于提高灌溉用水效率的思考

根据上海市农业灌溉用水现状,分析了全市农业灌溉用水损失情况,认为灌区用水存在的问题有:农业节水意识薄弱、灌溉工程维护投入不合理、灌区管理严重滞后,灌溉用水效率评价没有考虑灌溉回归水利用等,提出加大农业节水宣传、推进管护机制创新、研发和推广先进技术等改进措施。