高氯酸盐的检测及去除技术研究进展

综述了高氯酸盐的来源、危害及检测、去除技术的研究进展,并对未来研究方向、发展趋势进行了展望。高氯酸盐是一种重要的无机污染物,被广泛应用在烟火制造、军火工业和航天工业中,作为强氧化剂。高氯酸盐可通过空气、食物、饮用水等途径暴露于人体,在生物体内会导致人体和哺乳动物的甲状腺功能异常而表现出毒性,影响生物体的正常生理功能。随着其在水体、土壤、食物中频繁检出,引起了研究者的重视。目前对高氯酸盐的研究仍缺乏全面深入的调查数据,以期为深入探索高氯酸盐污染问题提供一些有用的参考。

大型灌区节水改造技术支撑体系及研究重点

针对大型灌区节水改造工程建设与管理中存在的主要共性问题,综述国内外相关技术发展趋势与主要特征。总的趋势是目标趋于综合性、方法趋于多元性、手段趋于多样性;其特征为利用现代高科技、重视节水综合技术和精量灌溉节水技术以及环保技术。本文提出我国大型灌区节水改造技术支撑体系及当前应着手开展的与之相应的重点科学研究内容:包括评价方法、产品开发、地下水利用、农田排水再利用、泵站改造、环境效应等方面的课题。

地面灌溉土壤入渗参数时空变异性试验研究

基于典型田块的试验观测数据,开展地面灌溉条件下冬小麦生长期间土壤入渗性能时空变异性的试验研究,描述土壤入渗参数的时空变异分布特征,分析各参数间存在的相关关系。结果表明,在冬小麦生长期内,土壤入渗参数的空间变异强度呈持续性减弱趋势,其时间变异性逐渐下降并趋于稳定。土壤入渗性能在冬灌后各时段间的差异并不显著,故在此后的灌溉试验设计与管理或地面灌溉模拟中,可基本无需考虑土壤入渗性能的时间变异性影响。考虑到土壤入渗参数f0和Z180之间存在着强烈的互相关性和非常相近的时空变异分布特征,可借助f0的时空变异分布特点达到描述土壤入渗性能、衡量土壤入渗能力的目的。

灌区节水改造环境效应评价研究进展

综合国内外研究资料,分析了灌区节水改造对环境的影响因素,探讨了灌区节水改造环境效应的评价指标体系,阐述了近年来广泛应用的环境效应评价方法。指出灌区节水改造环境效应评价研究的发展趋势是加强节水灌溉对环境影响的机理方面的研究,科学选取灌区节水改造环境效应评价因子,合理构建灌区节水改造环境效应评价指标体系和建立灌区节水改造环境效应评价模型。

地面灌溉土壤入渗参数及糙率系数确定方法研究综述

土壤入渗参数的确定包括由田间试验测定、基于水量平衡原理根据灌水资料直接估算和借助灌溉模拟模型优化反求3种方式;田面糙率系数的确定包括由灌溉经验确定、根据灌水资料采用曼宁公式直接估算和借助灌溉模拟模型优化反求3种方式。对地面灌溉土壤入渗参数和田面糙率系数的各种确定方法进行总结,分析了各种方法的特点。结果表明,根据灌水资料推求平均入渗参数和糙率系数已成为主要趋势,各种确定方法之间的差异有待通过田间试验资料进一步分析,与参数值密切相关的水力要素的分析研究需加强。

农田排水资源灌溉利用适宜性评价指标体系研究

在广泛咨询和调研的基础上,首先确定了影响农田排水资源灌溉利用适宜性的各类重要因素,包括排水水质、作物特性、土壤特性、水文气象、灌排措施等5个方面,然后根据系统性、代表性、可操作性等原则,筛选了各个准则层下面指标层的具体指标,最后构建了比较完整的农田排水资源灌溉利用适宜性评价指标体系,为进一步开展农田排水资源灌溉利用适宜性评价提供了基础。

农村供水工程消毒技术选择与应用要点分析

介绍了氯及氯的化合物、二氧化氯、紫外线、臭氧4种适宜农村供水的消毒技术适用条件及设备应用形式,结合对国内外饮用水消毒技术发展趋势的分析,总结了4种消毒技术在农村供水工程应用中存在的主要问题,并从消毒前水处理,调节构筑物设计及维护,消毒剂的投加点、投加量与消毒间要求,消毒设备运行管理和相关水质指标检测等方面提出了农村供水消毒技术及设备的应用要点。

农村供水工程水质检测模式研究

做好农村供水工程水质检测工作对保障农村供水水质安全至关重要,但它同时也是农村供水的薄弱环节,针对如何建立农村供水工程的水质检测模式开展研究与探讨。明确了农村供水工程水质检测的目标任务,分析了当前农村供水工程水质检测的现状与存在问题,从水质检测指标的选择、水质检测项目与频率的确定、水质检测设备的配备、水质检测人员的配置和监管、水质检测反馈机制的构建等几个方面提出了构建农村供水工程水质检测模式的建议,以期帮助提高农村供水工程的水质检测能力,保障农村供水水质安全。

除硼技术在海水淡化领域的研究进展

介绍了硼在海水中的存在形式和对动植物的影响,分析了反渗透法、萃取法、离子交换法、吸附法和电渗析法等海水除硼技术的除硼原理和研究现状,指出了海水除硼技术目前存在的问题,展望了海水除硼技术的发展趋势,为相关理论研究以及实际应用提供参考依据。

基于贝叶斯统计方法的精细地面灌溉智能控制系统合理数据量研究

确定需要采集灌溉信息的合理数据量是根据已知灌溉信息准确预测未知灌溉过程,实现对地面灌溉全过程智能控制和管理的首要问题。基于贝叶斯统计方法,以借助灌溉模型所得的水流推进过程模拟值与实测值之间的平均相对误差为随机变量,基于50个典型田块的实测信息估算其先验分布,再结合样本及统计模型(似然函数),导出后验分布,计算出随机变量的95%置信区间,从而从理论上论证对地面灌溉过程进行智能控制需采用的能够准确估算入渗参数并预测灌溉全过程的合理数据量。

集约化条件下农田地面灌溉智能化管理研究进展

文章整理了2010年—2016年间影响力较大的相关刊物上有关地面灌溉管理及技术方面论文的总体分布情况,系统评述了从单一田块拓展到集约化种植区域上的灌溉系统需要突破的四种关键技术(数值模拟方法、优化设计方法、信息采集与传输技术和智能化灌溉管理技术)的研究进展。结果表明,智能化管理是集约化条件下农田灌溉的一个重要发展方向,未来的发展趋势将是建立适合灌区水文特点的分布式水文模型及考虑土壤水力特性和微地形空间变异性的农田尺度灌溉模拟模型,开展农田尺度灌溉系统优化设计研究,研发智能灌溉系统及设备,推动灌溉管理走向自动化、智能化。

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。

基于水动力学模拟的灌区输配水系统优化调控模式研究

针对新疆建设兵团灌区目前存在的先进田间高效节水新技术对应着低水平、粗放型的运行管理,输配水已不能满足作物在滴灌技术模式下的灌溉需求,作物关键期需水得不到保障,滴灌技术难以发挥应有的效益等问题,以渠道的水动力学模拟为基础,结合特色作物棉花、红枣、玉米等典型农作物所需的滴灌灌溉制度,建立基于输配水系统水动力过程精准模拟的灌区渠道优化调控模型,并采用有限体积法和遗传算法求解。该模型在兵团典型灌区进行了示范应用,结果表明,基于输配水系统水动力过程精准模拟的灌区渠道优化调控模型,能够精准模拟渠道输配水过程,制定的输配水方案高效合理,能够缩短配水时间,减少弃水,保障作物关键期需水。在此基础上,提出了灌区输配水优化调控模式,实际灌溉中可根据灌溉需水情况采取相应的调控模式,为灌区每一次灌溉调控提供依据。

水中铊的检测与去除研究进展

综述了水中铊的浓度低然毒性极强且易受水中共存离子的干扰,归纳了痕量铊的预浓缩及精确检测技术,概述了从水中去除铊的各类方法的研究进展。提出了目前饮用水铊超标的应急处理方案以强化絮凝为主,废水中铊的去除以吸附法为主,且当前趋向于研制出高选择性、高效率且能回收利用的吸附剂。指出了单一方法去除能力的不足,对开发高效耦合技术进行展望,以期应用到饮用水中。

温室大棚污水灌溉土地处理复合系统示范应用研究

基于污水灌溉土地处理复合系统具备的水力负荷较大、污染物去除效果明显等特点,将其与温室大棚作物灌溉相结合,建立起相应的示范应用工程构造型式与运行管理模式,开展工程去污效果的应用研究与工程投资和效益分析。研究结果表明,采用将污水灌溉土地处理复合系统与温室大棚作物灌溉相结合的方式,不仅可获得良好的污水处理效果,还能获得不低于常规灌溉的相应作物产量,且对油菜作物品质没有产生不良影响。污水灌溉土地处理复合系统在温室大棚灌溉中的应用在经济上具有可行性。

基于RS数据和GIS方法估算区域作物节水潜力

利用遥感ET数据开展用水定额管理及节水潜力分析等方面的研究,是对传统农业节水研究的有益补充。该文利用分类均值法构建了基于遥感ET数据的作物水分生产函数,考虑耗水较低兼顾水分生产率较高的原则,提出基于水资源脆弱区作物ET定额估算模型,利用该模型计算获得冬小麦及夏玉米的ET定额分别为346.00、313.00mm;保持现有土地利用结构不变,以作物ET定额为评价标准,通过对超过该作物ET定额的像元进行调整,获得大兴区夏玉米及冬小麦的节水潜力分别为1176.75、369.27万m3。该研究为利用遥感ET数据开展区域耗水节水潜力的定量化评价进行了有益的探索。

汛期不同作物种植模式下地表径流氮磷流失研究

基于2007年汛期降雨径流观测实验数据,分析了作物种植模式差异对地表径流、土壤侵蚀累积量和地表径流氮磷流失累积量的影响,评价不同作物种植模式下的地表径流氮磷浓度及其构成差异。结果表明,与裸地处理相比,汛期末棉花和黄豆作物种植模式下的地表径流、土壤侵蚀累积量分别减少21.1%和49.5%以及54.5%和71.1%,不同形态氮磷地表径流流失累积量明显下降。可溶性氮磷流失与地表径流累积量密切相关,颗粒态氮磷流失与土壤侵蚀强度密不可分,可溶性氮磷成为棉花和黄豆作物生长中期农田氮磷地表径流流失的主体成分。在淮北平原汛期种植黄豆、棉花等作物,可起到有效减少地表径流氮磷流失的重要作用。

高标准农田水利工程建设现状与思考

高标准农田水利工程建设工作的开展对于稳步提高农业综合生产能力、保障国家粮食长久安全具有重要意义。在对华东、华北、西北、东北和西南各地区高标准农田水利工程建设情况进行实地调研的基础上,分析了现有高标准农田水利工程建设中存在的不足和成功经验,提出了推进高标准农田水利工程建设健康稳步发展的建议,供决策参考。

不同灌水技术要素组合下畦灌灌水深度的控制目标

研究地面灌溉反馈控制技术,加强对灌溉过程的控制和管理是当前改进地面灌溉技术的重点所在。该文基于以往研究成果,结合农民实际灌水经验,提出3种灌水深度控制目标(即田面最小灌水深度大于0时关口,入渗最小的1/4区域的平均灌水深度等于灌溉需水量时关口,田面最小灌水深度等于灌溉需水量时关口),并借助灌溉模拟模型以确定关口时间,从而控制灌溉水量。将田间试验与数值模拟相结合,分析不同土质、地形、畦长、入畦单宽流量下灌溉性能指标值对3种灌水深度控制目标的响应关系,确定不同灌水技术要素组合下适宜的灌水深度控制目标。结果表明,灌水深度控制目标对灌溉性能指标值的影响程度受畦长影响最为明显,其次是田面坡度和土质、再后是田面平整精度,入畦流量的影响不明显。砂壤和黏壤土质下畦长为50 m时,灌水深度控制目标取入渗最小的1/4区域的平均灌水深度等于灌溉需水量时关口最佳;畦长为100 m时,零坡度下灌水深度控制目标取田面最小灌水深度大于0时关口最佳,有坡度下取入渗最小的1/4区域的平均灌水深度等于灌溉需水量时关口最佳;畦长为150 m时,除黏壤土有坡度田面平整精度好的情况采用入渗最小的1/4区域的平均灌水深度等于灌溉需水量时关口最佳外,其他建议采用田面最小灌水深度大于0时关口。研究成果为畦灌反馈控制方案的制定提供了决策依据。

冬小麦表施尿素畦灌下土壤水氮分布试验研究

基于冬小麦生长期表施尿素畦灌下获得的田间试验结果,对不同入畦单宽流量和施肥量下土壤水氮空间分布状况及变化趋势开展研究,评价作物有效根系层土壤水氮贮存效率及其沿畦长分布均匀性,探讨适宜的施肥灌溉模式。结果表明,灌后2d土壤水分均布在0～100cm土层,而土壤硝态氮则聚集在0～40cm土层,土壤水分空间分布差异明显小于土壤硝态氮,作物有效根系层土壤硝态氮贮存效率明显高于土壤水分,表施尿素畦灌下的土壤水氮空间分布同步性并不明显。入畦流量和施肥量对作物有效根系层土壤水氮贮存效率和均匀度影响较为明显,高施肥大流量下作物有效根系层土壤水氮贮存效率及其沿畦长分布均匀性明显高于低施肥小流量下的相应值。