外加碳源对污水灌溉系统氮素去除和作物生长影响的实验研究

基于土柱实验,对有作物生长条件下的污水灌溉土地处理慢渗系统氮素去除和作物生长状况开展实验研究,探讨在灌溉原污水中添加有机碳对该系统去除氮素和作物生长状况产生的影响作用。实验研究结果表明,随着灌溉原污水中有机碳含量的逐渐增加,污水灌溉土地处理慢渗系统下排的水量有所增大,排水中的氮素(铵态氮、硝态氮、总氮)淋溶量和化学需氧量有所增加,而作物的干物质量和吸氮量则明显下降;增加灌溉原污水中的有机碳含量,会影响污水灌溉土地处理慢渗系统去除氮素的效果和作物生长条件,在增加基于硝化和反硝化作用的除氮量同时,造成作物生长水土环境的改变,导致作物产量显著下降。

地面灌溉水深测量仪的研制及性能测试

对地面灌溉条件下水流扩散过程实时监测是地面灌溉系统田间评价的主要内容,观测数据为相应的数值模拟和系统性能评价奠定了基础。该文介绍了一种研制的梯度式地面灌溉水深测量仪,可在田间任意地点实现地表水深(位)变化过程和水流推进与消退时间的自动监测。室内外测试结果表明:仪器对地表水深(位)动态变化过程的反应灵敏,水深测量精度为±5 mm,但当仪器应用于首次灌溉的田块时,松软地面造成的仪器沉降对水深测量精度可能的影响范围为8±3 mm,在后续使用时就可以忽略仪器沉降的影响。仪器对地面水流推进时间的测定精度相对较高,相对误差小于11%,但测得的水流消退时间与人工观测结果最大相对误差为29%,表明使用仪器进行水流消退时间观测时有一定的条件限制。研制的仪器可基本满足地面灌溉试验中对地表水深(位)进行动态监测的需求。

基于SGA和SRFR的畦灌入渗参数与糙率系数优化反演模型(Ⅰ)——模型建立

利用基于地表非稳定流运动方程的地面灌溉模型对畦灌性能进行分析评价是改进传统地面灌溉方式、提高畦灌性能的重要举措,而准确地确定畦灌土壤入渗参数和田面糙率系数是改善畦灌性能模拟精度的重要前提。本文基于基本遗传算法SGA和地面灌溉一维模型SRFR建立的畦灌土壤入渗参数与田面糙率系数优化反演模型,可在给定的参数值域范围内开展多参数全局性寻优,利用计算机动态解析技术对SRFR模型执行程序进行解析处理,建立SGA与SRFR模型间的内部运行衔接方式,实现畦灌土壤入渗参数与田间面糙率系数优化反演过程的自动化运作,进而有效提高了参数寻优估值的工作效率。

基于SGA和SRFR的畦灌入渗参数与糙率系数优化反演模型Ⅱ——模型应用

利用作者开发的基于SGA和SRFR模型构建的畦灌土壤入渗参数和田面糙率系数优化反演模型,在不同田间灌溉实例条件下进行参数优化估值,分析评价依据地表水流推进(消退)数据估算得到的土壤入渗参数和田面糙率系数进行畦灌地表水流运动过程模拟的效果。结果表明,利用基于地表水流推进数据估算的参数可很好地模拟非稳定状态下的水流推进过程,但其模拟地表水流消退过程的效果却普遍较差,而采用基于地表水流消退数据估算的参数虽可较好地模拟稳定状态下的水流消退过程,但用其模拟水流推进过程的精度却有所下降,只有采用基于地表水流推进与消退组合数据估算的参数,才能获得较佳的综合模拟效果。与人工试算法和离散变量法估算的参数相比,基于SGA优化估值参数模拟的畦灌地表水流运动过程效果更好,SGA是改善参数估值精度的有效手段。