南京市高淳区智慧水务信息化系统建设初探

一、高淳区水务信息化现状 近年．南京市高淳区随着水务事业蓬勃发展，在防汛抗旱、水资源、洪水预报、农田水利等方面的信息化管理存在明显缺陷．主要问题体现在：

南京市高淳区:试点引领 推进改革

长期以来,高淳区小型水利工程管护普遍存在"有人建、无人管"的现象。通过打造"圩局管理、一把锹管理、四位一体管理、农村合作组织管理"等4种特色管护模式,高淳区基本解决了小型水利工程"无人管"难题。2014年12月25日,高淳区深化小型水利工程管理体制改革试点工作通过国家验收,为江苏省乃至全国树立了小型水利工程管理体制改革成功的典范。

南京市高淳区农村生活污水治理模式选择与改进思考

介绍南京市高淳区在农村生活污水治理工作中,结合区内水文地理特点、村庄规划、人口情况等,因村制宜,分类确定治理模式,选用“生物滤池+人工湿地”“一体化A/O”“一体化MBR”“生态池”“净化槽”等污水处理工艺差别化治理。

二维水动力模型在防洪影响评价中的应用研究

为了探究二维水动力模型在防洪影响评价中的实际应用效果,文中建立了连云港至宿迁高速公路跨新沂河特大桥上下游河道二维水动力模型,计算得到不同频率洪水条件下桥前壅水高度、壅水长度及桥址附近流场图。经分析,新沂河特大桥建设会造成桥前局部区域水位壅高、流速减小,桥孔及近岸流速略有增加。二维水动力模型计算成果基本合理,可以应用于防洪影响评价项目中,为桥梁建设方案提供理论依据。

固城湖2014—2020年水文情势和水质变化特征研究

固城湖是长江下游受闸站调控的重要通江湖泊,在水量调蓄、城乡供水、农业灌溉、水产养殖及维系生态平衡方面具有重要作用。分析了固城湖2014—2020年水文情势和湖泊水质变化特征,探讨了水文情势对固城湖水质变化的影响。研究结果表明:(1)固城湖水文情势受水阳江入流、降水及闸站调控、临时泵站补水等共同作用,相比于多年平均水位,近年来冬春季水位抬高近2 m,全年最低水位出现时期由冬春推迟到初夏,湖泊天然水文情势已发生改变;(2)固城湖总氮、总磷、氨氮、高锰酸盐指数质量体积分数多年平均值分别为0.90、0.04、0.16和4.00 mg/L,叶绿素a质量体积分数为0.01 mg/L,水体氮磷营养盐浓度和高锰酸盐指数呈下降趋势,叶绿素a浓度和营养指数呈上升趋势,湖泊由中营养向富营养状态过渡;(3)入湖水量与透明度呈极显著负相关关系,和总磷浓度、叶绿素a浓度、营养指数呈显著正相关关系,月平均水位和高锰酸盐指数、氨氮浓度、总磷浓度呈显著正相关关系。受闸站控制的水文情势变化是固城湖水质变化的重要驱动因子。建议进一步提高固城湖水资源调控能力,保障枯水期和极端干旱条件下生产、生活和生态用水需求;加强流域水体污染防治,提升入湖河流水体水质。

夏季香溪河库湾溶解氧与叶绿素a日间垂向分布特征及影响因子初探

为了解三峡水库水华爆发时空特征,于2020年6月在三峡库区香溪河库湾未发生水华的条件下通过日间高频次连续加密监测,分析溶解氧、叶绿素a等指标的时空变化,甄别藻类生长特性。结果表明,温跃层和表中层倒灌异重流的存在阻碍了垂向水动力交换,进而促使水体表底均存在氧跃层;夏季连续的晴天可能会导致07:00~11:00、14:00~17:00爆发水华的几率增加;水华爆发存在滞后性,仅通过单层水体藻密度无法表征藻类生长状况,需通过藻类垂向迁移范围内的平均藻密度作进一步水华预警判断。

生物炭施用对节水灌溉稻田土壤养分的影响

【目的】探究施用生物炭对节水灌溉条件下稻田土壤养分的影响,为提升稻田土壤肥力、制定稻田水碳调控策略提供技术指导。【方法】在控制灌溉条件下,设置0、10、20、40t/hm2共4个生物炭施用水平,分别记为CK、CL、CM、CH处理,分析不同生物炭施用水平对节水灌溉条件下稻田土壤养分特征的影响。【结果】施用生物炭后,各处理稻田土壤有机质、有机碳量由大到小依次为:CH处理>CM处理>CL处理>CK。2018年,CH、CM、CL处理下的水稻生育期土壤平均铵态氮量分别比CK增加1.52、0.61、0.39 g/kg,2019年分别比CK处理减少2.01、1.71、0.99g/kg;施用分蘖肥后,CK条件下的稻田土壤铵态氮量上升速率最高,CH、CM、CL处理下的稻田土壤铵态氮量变化速率差异较小;施用穗肥后,2018年各处理土壤铵态氮量上升速率较为接近,2019年上升速率为CK>CL处理>CM处理>CH处理。综合2 a试验结果,CH、CM、CL处理下的稻田土壤硝态氮量的平均值比CK降低了32.34%、19.45%、9.21%。【结论】施用生物炭对节水灌溉条件下的稻田土壤有机质、有机碳量的提升效果与生物炭施用量呈正相关,且随水稻生育进程的推进而逐渐下降;新鲜生物炭可增加稻田土壤铵态氮量,而老化生物炭的作用效果则相反;施用生物炭可降低稻田土壤硝态氮量,且硝态氮量与生物炭施加量呈负相关;施用生物炭可在一定程度上减缓施肥后稻田土壤铵态氮量的上升速度,对施肥后关键期内稻田氮素损失量的控制具有积极作用。

基于附加质量法的特大型渡槽侧墙动力特性分析

特大型渡槽侧墙的动力结构特性较为复杂,需要进一步深入研究其动力特性。为分析地震荷载作用下水体晃动对渡槽槽身结构动力特性的影响,基于流固耦合理论并采用附加质量法模拟水体与结构的动力相互作用,从而构建渡槽的有限元动力计算模型。在空槽和设计水位工况下对槽身进行模态分析,提取并分析前20阶自振频率及振型特征。在设计水位工况下,对渡槽侧墙进行动力计算,得到渡槽侧墙的结构动力特性以及随地震激励变化的趋势,计算成果可为实际工程的设计提供参考依据。

微地形对小微湿地保护恢复影响研究进展

小微湿地作为湿地的重要类型和组成部分,在洪水调蓄、水质净化、生物多样性维持以及区域生态环境改善等方面具有重要作用,但小微湿地的水文和生态问题未得到重视,也没有发挥其对经济发展的积极作用。综述了微地形对小微湿地土壤属性及其质量、小气候和微生境、生态水文过程和水文环境质量、植被恢复和景观结构异质性等国内外研究进展,并指出了存在的问题,诸如微地形对小微湿地的生态环境效应方面的研究比较薄弱,以及微地形变化及其累积效应对植被恢复的作用机理不明等。建议加强不同时空尺度微地形对小微湿地的生态环境效应模拟与预测研究,微地形变化及其累积效应对植被恢复的作用机理是未来重要的研究方向。

WRSIS系统在我国南方水稻灌区农业面源污染控制中的应用

针对我国南方水稻灌区农业面源污染日趋严重及缺乏有效治理办法的现状,系统综述了WRSIS系统对主要农业面源污染物氮、磷、农药的净化机理,并结合我国南方水稻灌区现状对WRSIS系统加以改进,改造后的WRSIS系统具有对农业面源污染物净化效果好、造价较低、运行简单、管理方便等优点,在我国南方水稻灌区应用前景广阔。

基于生态混凝土的农田生态排水沟构建与环境效应

针对我国农业生产中面源污染严重的问题,以多孔生态混凝土为基质构建农田生态排水沟,研究新型农田生态排水沟对稻田排水中氮磷的去除效果及机制。结果表明,基于多孔生态混凝土技术构建的生态排水沟对稻田排水中TN、TP的去除率大于土质及混凝土排水沟,有效增强了对稻田排水中氮磷的去除效果。稻田施肥后10 d,生态排水沟对稻田排水中TN的去除率均值为86.57%,分别较土质(82.05%)及混凝土排水沟(83.55%)增加4.52%及3.02%;对稻田排水中TP的去除率均值为37.86%,分别较土质(25.62%)及混凝土排水沟(33.53%)增加12.24%及4.33%。研究结果完善了农田生态排水沟的构建技术,可为农业面源污染防治提供技术指导。

大水面生态渔业技术模式

为贯彻落实2020年水产绿色健康养殖“五大行动”,全国水产技术推广总站就近年来总结的水产绿色健康养殖技术模式,在《中国水产》杂志开启专栏连载宣传,欢迎社会各界人士提出宝贵意见,也欢迎推荐各类水产绿色养殖新技术新模式。

固城湖退圩还湖区沉积物重金属特征及生态风险评价

为探讨退圩还湖对固城湖表层沉积物重金属污染特征、空间分布和生态风险的影响,对退圩区和湖区表层沉积物重金属(Fe、Mn、As、Zn、Cr、Co、Ni、Cu、Cd和Pb)含量进行对比分析,采用地累积指数法和潜在生态风险指数法评价沉积物重金属污染现状和潜在生态风险程度,利用相关性和聚类分析法解析重金属主要污染物的潜在来源.结果表明,退圩区沉积物重金属中Cd(0.21mg/kg)和湖区沉积物重金属中Cd(0.56mg/kg)和Zn(145.33mg/kg)和Pb(41.17mg/kg)含量的平均值分别达到江苏省土壤背景值的2.45、6.55、2.24和1.87倍.湖区表层沉积物重金属Cd、Zn、Cu和Pb含量显著高于退圩区.地累积指数法评价显示退圩区中Cd为轻度污染;湖区中Cd为中度污染,Zn、As、Cu和Pb为轻度污染.潜在生态风险指数表明,湖区表层沉积物生态风险高于退圩区;Cd是湖区与退圩区最主要的生态风险贡献因子,可能与水产养殖活动以及工业废水排放有关.固城湖退圩还湖对于降低固城湖重金属生态风险有着积极作用.

南方低山丘陵区小流域不同土地利用方式下面源污染分布特征

南方低山丘陵地区经水土保持综合整治后,水土流失得到了有效遏制,但面源污染问题依然突出。研究小流域面源污染的空间分布规律,对面源污染的治理尤为重要。以松溪河小流域为南方低山丘陵区典型代表,结合实地调研,选择小流域内最具有代表性的3种土地利用类型各自汇水范围内的水塘及松溪河下游和小流域出口处作为采样点,利用2016年6-11月采集的3次水样,分析不同土地利用类型对总氮(TN)、铵态氮(NH4+—N)、硝态氮(NO3-—N)、总磷(TP)空间分布的影响。结果表明:总氮是小流域水体主要污染物,小流域出口处总氮浓度最高,为0.90~3.15 mg/L;居民点和农田对小流域面源污染贡献最高,这是因为南方低山丘陵小流域近年来经济发展较快,社会经济活动频繁但基础设施建设相对滞后;硝态氮浓度与总氮浓度的空间分布特征较一致,硝态氮、铵态氮与总氮在时间上的变化趋势相同;小流域氮素面源污染受到降雨的显著影响,磷素面源污染受到施肥习惯的影响。

土壤调理剂用量对酸性土壤肥力影响的综合评价

【目的】客观评价碱性土壤调理剂改良后的土壤肥力水平,为酸化土壤的科学改良提供参考。【方法】以小白菜为研究对象,对土壤调理剂不同用量下的酸性土壤肥力进行综合评价。运用主成分分析并计算变量的Norm值,结合肥力指标间的相关关系筛选出酸性土壤肥力评价的高度敏感性指标进入土壤肥力评价的最小数据库集(MDS)。通过隶属度函数实现评价指标量纲统一,绘制隶属度函数雷达图直观反映土壤肥力的整体状况及肥力单因素状态。采用2种指数模型对改良后的土壤综合肥力进行评价。【结果】筛选出pH、交换性Ca^2+、总氮、交换性Mg^2+、有机质作为酸性土壤肥力评价指标,根据雷达图及指数模型可知,施用土壤调理剂可以提升酸性土壤肥力,肥力提升的程度受调理剂用量控制,土壤调理剂的推荐用量为450 kg/hm^2。【结论】土壤调理剂用量造成的pH和交换性Mg^2+差异是肥力的限制因子;土壤肥力是小白菜产量的决定因素,单个肥力指标的改善虽然有一定程度的改良效果,但是不能起到显著增产作用,土壤酸化改良应参考肥力综合值进行改良效果评价。

小型灌区灌溉水利用系数测定及影响因素研究

以上海市小型灌区为研究对象,采用首尾法测算2013年和2014年11个样点灌区的灌溉水利用系数,并采用主成分分析法对灌溉水利用系数各影响因素的影响程度和影响规律进行计算分析。结果表明:11个样点灌区中9个灌溉水利用系数在0.7以上,最大值为0.861,明显高于同期全国平均水平;水稻种植比、防渗渠道长度、渠道衬砌率和节水灌溉工程面积比对灌溉水利用系数影响较大,且防渗渠道长度、渠道衬砌率和节水灌溉工程面积比具有较大的正贡献率,而水稻种植比具有较大的负贡献,可通过优化灌区种植结构、继续开展节水灌溉工程建设、大力推行节水灌溉技术来提高灌溉水利用系数。

水稻三种灌排模式的节水增产和改善土壤肥力效果比较分析

水稻生态灌排模式对改善农田生态环境和保障水稻生产可持续发展具有重要的作用。在南京淳东灌区采用田间小区试验对水稻＂控灌中蓄＂灌排新模式进行试验研究,观测淹灌、浅湿灌和控灌中蓄三种不同的灌水模式结合晒田程度（轻晒和重晒）条件下降雨的利用率、土壤含水量和水稻产量、土壤速效N和速效P等指标。初步的试验结果表明,控灌中蓄灌溉模式较淹灌处理节水幅度平均达47.2%,控灌中蓄处理的降雨利用率和水分生产效率为最大,分别达到47.8%和1.30kg·m-3,同时控灌中蓄灌溉模式下土壤氧化还原电位和速效性养分较为适宜,水稻实际产量比淹灌增产19.9%~46.6%。水稻控灌中蓄灌排模式在节水、增产和改善农田生态环境中有着显著作用。

基于GIS和CSLE的高淳慢城土壤侵蚀评估

本研究以高淳慢城地区为研究对象,采用地理信息系统(GIS)和中国土壤流失方程(CSLE)结合的方法,研究了区域土壤侵蚀的时间和空间变化。结果表明,随着慢城区域开发过程,区域土壤侵蚀模数呈现先增加后下降的变化趋势。慢城地区2007年土壤侵蚀模数明显小于2014年和2015年,2015年土壤侵蚀模数较2014年小幅下降。慢城地区以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,土壤侵蚀模数较大值主要分布在中南部、东北部低山丘陵区和西部龙墩河水库附近。4种土地利用中,不同年份平均土壤侵蚀模数均为旱地>林地>草地>水田。高淳慢城区域水土保持工作重点为加强对旱地的治理、缓坡修建水平梯田、陡坡退耕还林还草,慢城地区中南部、东北部低山丘陵区和龙墩河水库地区为区域水土流失治理的重点区域。研究成果对于区域水土流失时空变化精确评价与水土流失科学治理具有重要意义。

微塑料对中华绒螯蟹抗氧化酶系统的影响

为了研究养殖环境中微塑料对生物生长代谢的影响,选取中华绒螯蟹为对象,研究不同粒径(5和50μm)、不同质量浓度(0.1、1.0和10.0 mg·L^(-1))的微塑料在不同暴露时间(28、35和42 d)对幼蟹生长、肝胰腺中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,微塑料暴露对中华绒螯蟹的成活率没有影响,但随着暴露浓度的增加,增重率有所下降。5μm微球添加组肝胰腺中SOD和CAT活性变化范围比50μm微球添加组更大。在相同处理浓度下,不同暴露时间对抗氧化系统的影响表现为处理中期诱导作用最显著。SOD在暴露初期和后期均受到了不同程度的抑制,CAT活性随着暴露时间呈先上升再下降的趋势,MDA含量在暴露28 d达到最高,之后增加趋势逐渐减弱。在相同暴露时间下,暴露浓度越大,SOD和CAT活性变幅越大。随着暴露时间的增加,SOD和CAT活性随着暴露浓度的增加先上升再下降。上述结果表明,低浓度微塑料短时间会对中华绒螯蟹产生氧化应激,影响其肝胰腺抗氧化系统的活性,但高浓度下会明显抑制肝胰腺中抗氧化酶的活力,造成幼蟹体内氧化系统损伤。

高低涵合建的圩内泵站布置研究

圩内泵站采用高低涵合建,能降低工程投资,减少穿堤涵洞,方便使用。结合具体工程实例,引排两用泵站可将出水池和泵室合建;引排灌三用泵站应将自流涵和灌溉泵合建、大小泵结合,通过闸门或者闸阀的控制,小泵既灌溉又排涝。出水池和压力水箱不同的出水类型对应正反向铸铁闸门挡水。