国家自然科学基金(51279159)
- 作品数：17 被引量：233H指数：7
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- 相关机构：扬州大学西安理工大学南昌工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏高校优势学科建设工程资助项目陕西省教育厅省级重点实验室科研与建设计划项目更多>>
- 相关领域：农业科学水利工程建筑科学环境科学与工程更多>>
- 基于DRAINMOD模型估算灌区浅层地下水利用量及盐分累积被引量：7
- 2015年
- 在灌溉季节,尤其是下游灌区,农田地下水位较高,作物可就地利用部分浅层地下水,从而减少灌溉需水量,达到节水减排的双重目的。大田作物对浅层地下水利用量的估算是合理制定灌溉淋洗制度及控制土壤盐碱化的前提,但其估算存在一定困难。该文假设当农田灌溉、排水等水文气象条件一致时,某一作物对浅层地下水的利用量等于该田块有、无作物(即裸地)2种情况下造成地下水位差异的水量。据此,首先建立了浅层地下水利用量的计算模型,并以某一半干旱灌区为例,利用田间水文模型-DRAINMOD模拟出有、无作物2种条件下农田地下水位变化过程,然后,计算了棉花、小麦轮作期内对浅层地下水的利用量;在此基础上,进一步分析了浅层地下水利用条件下土壤剖面的盐分平衡。结果显示,该文提出的计算模型能够较好的反映大田实际情况;研究时段内,田间地下水埋深平均值为2.1 m,单位面积上作物利用浅层地下水量为305.8 mm,主要发生在作物生长阶段,其中棉花生长季内地下水利用量约为160 mm。盐分平衡计算结果显示,浅层地下水的利用使得水位以上土壤剖面盐分含量增加,但1 m以内根区土壤盐分在降雨和灌溉作用下得到一定的淋洗,未超出作物耐盐极限,不会对产量造成显著影响。研究成果可为相关灌区制定合理的灌溉制度及提高水资源利用效率提供科学依据。
- 李山罗纨贾忠华潘延鑫武迪张登科
- 关键词：地下水DRAINMOD水盐平衡灌区
- 暴雨分布对LID设施设计深度及径流削减效果的影响被引量：1
- 2018年
- 目前在确定低影响开发(LID)措施的设计深度以及对径流削减能力的方法时,一般借鉴城市排水规范中的设计暴雨法,暴雨强度采用整个历时上的平均值,但其与实际暴雨分布有一定差别。针对不同暴雨分布对低影响开发措施的两个关键指标,首先分析了雨强分布对LID设施蓄水深度的影响,然后针对一定设计标准,研究了不同暴雨分布下,LID设施削减雨水径流的效果。结果表明,针对典型设计情况,暴雨分布对于LID设施蓄水设计深度影响不大,相对差别在15%左右。而针对一定设计,暴雨分布对于计算径流削减效果影响较大,在降雨分布十分不均的情况下可达21.5%,暴雨分布越不均匀差异越显著。在设计LID设施时可以采用平均雨强,但是在确定对变化显著的极端暴雨的削减效果时,不宜采用平均雨强,应尽可能采用接近实际暴雨过程的计算方法。
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- 反渗条件下排水沟与农田水盐交换关系被引量：6
- 2015年
- 因干旱和半干旱下游灌区地势较低,排水出路不畅,排水系统往往成为承泄区外来水(上游灌溉退水和排水)的蓄水场所,使排水沟水位高于农田地下水位,反渗补给农田地下水,作物利用部分排水以后,如何维持农田良性的水盐平衡成为下游灌区一个迫切需要解决的科学问题。该文基于农田水盐平衡原理,以陕西一半干旱区下游灌区为例,在实测资料的基础上,首先利用田间水文模型DRAINMOD模拟了排水沟蓄水条件下,农田水位变化情况,然后计算分析了农田与排水沟的水盐交换关系。结果表明:在一个完整的种植年内单位长度排水沟上累计承接区外来水量为9.3 m3,减去流出水量,累计蓄积区外来水量为5.5 m3,农田单位面积上反渗累计补给田间地下水量为49.2 mm;累计农田排水量仅为2.3 mm。与作物蒸散发相比,现状条件下补给量虽然较小,但对维持和补给农田地下水起到了一定的作用。所产生的补给作用虽然增加了排水沟内盐分向田间地下水中的运动,但作物利用地下水过程中根区没有出现严重的盐分累积,对田间地下水盐分浓度影响也不大。所以,通过合理调控措施,充分利用区外来水,可以提高水资源利用效率。但排水系统长期运行条件下,高水位对农田水盐平衡的影响尚需进一步研究。
- 李山罗纨贾忠华潘延鑫武迪张登科
- 关键词：水分盐分水盐平衡排水沟
- 啮合型生态排水沟护砌设计及其稳定分析被引量：1
- 2022年
- 农田排水沟数量多,分布广,具有排除农田地面水和降低地下水的双重功能。因其边坡稳定与降渍深度的需要农田土质排水沟口宽一般都在2 m以上,占用耕地较多,跨沟建筑物投资也较大。寻求一种既节地、投资省,又稳定、生态、透水的农田排水沟护砌结构,对高标准农田建设尤为重要。在保证排水沟透水与生态的基础上,以边坡稳定为前提,以最小口宽和最小混凝土用量为目标,提出一种新型的啮合型生态排水沟设计方案,通过对其在不同土质条件下的稳定性分析,表明其具有稳定性好,兼具节地、投资省、施工方便又透水、生态等多种特点,为高标准农田建设与生态农田建设提供了一种有效的沟道治理方式。
- 周杨阳陈平
- 关键词：排水沟稳定性分析
- 灌排系统对黄河上游灌区稻田氮素分布的影响
- 2015年
- 灌区排水系统是输出化肥、农药等农业非点源污染物的主要通道。了解排水系统布置与管理对农田氮素运移的影响,对提高作物产量与保护农业生态环境具有重要意义。根据一组灌区排水稻田地下水氮素浓度变化的实测资料,应用经典统计学和地统计学方法,研究田间不同深度地下水中氮素浓度受灌排水系统布置以及水位调控的影响,分析排水稻田地下水中氮素的分布规律。结果显示:两种排水条件下,生长季内田间0.3 m和1.4 m深处地下水中NO-3-N浓度的平均值均随着水稻生长而逐渐减小;常规排水稻田中,0.3 m深处的NO-3-N空间相关性比1.4 m深处强;控制排水使得随机因素对1.4 m深处NO-3-N的空间变异性影响减小;NO-3-N和NH+4-N浓度分布并没有随灌排系统布置呈现出有规律的变化。
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- 关键词：灌区氮素分布灌排系统排水条件
- 雨水花园对暴雨径流的削减效果被引量：65
- 2015年
- 雨水花园能够有效地蓄渗雨水径流、降低城市发展对水环境的不利影响。根据在西安市开展的一项连续4年对雨水花园入流与出流水文过程的监测研究,分析了雨水花园对暴雨径流的削减效果,并根据花园内土壤入渗率及颗粒组分随时间的变化,讨论了雨水花园运行效果的可持续性。结果显示:蓄水深度为15 cm,汇流比为20∶1的试验用雨水花园,在4年监测的28场降雨中,仅有4场暴雨径流汇入雨水花园后发生溢流,且溢流量很小;试验期内,有2年未发生溢流,雨水径流全部入渗;最多的1年发生溢流3次,但年径流削减率仍高达96.8%;导致雨水花园发生溢流的均为短历时高强度暴雨。研究中还发现,雨水花园土壤入渗率在4年运行期内没有显著变化,一直稳定在2.4 m/d左右,花园内表层土壤砂粒含量由7.36%增加到20.55%,而粉粒和黏粒的含量则相应降低。可见,研究区雨水花园能够显著减少暴雨径流,且入渗性能稳定,具有良好的应用前景。
- 唐双成罗纨贾忠华李山仵艳周萌
- 关键词：雨水花园入渗率土壤颗粒
- 油菜不同生长期覆盖度条件下农田排水特性研究被引量：1
- 2020年
- 为了给农田降雨形成的前期高浓度N、P排水径流拦蓄利用从而减少受纳水体污染提供依据,采用小区实验方法,研究了油菜不同生长期植被覆盖度0、22%、49%、79%和100%时,恒定降雨强度4 mm/h条件下,农田排水的变化特征。结果表明:①随着植被覆盖度增加农田初始排水时间明显延迟,同时排水前期20 min排出的流量也随着植被覆盖度的增加而下降。②随着植被盖度的增加,农田排水中各形态N素浓度逐渐增加。③随着植被覆盖度的增加,农田排水中P的浓度随形态不同呈现不同的变化趋势。可溶性磷DP浓度呈上升趋势;PP和TP的平均浓度随着植被覆盖度的增加呈下降趋势。这说明地面覆盖植被可以有效延长农田排水时间,减少农田排水前期的流量,有效减少农田水肥流失。所以增加植被的覆盖度是减少水肥流失的有效方法之一。地面覆盖植被也可以有效减少农田排水中P素的浓度,但无法减少农田排水中N素的浓度,因此在北亚热带湿润气候区的砂壤土区,通过增加植被覆盖度减少农田排水中氮素浓度是不可行的,只有通过施肥方式的改变来实现。
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- 关键词：植被覆盖度农田排水磷素水体污染
- 农业排水沟塘系统污染物去除监测区代表性分析被引量：5
- 2018年
- 农业排水沟塘的不均匀分布造成了不同沟塘单元在污染物去除能力上的差异,从而影响采用局部监测区推求系统整体去除污染物能力的代表性,合理选择监测区是正确评价其环境功能的关键。该文根据南方平原区一典型沟塘的分布情况,以江都昭关灌区作为研究区,针对表征污染物相对和绝对去除效果的指标,研究了由不同沟塘单元组成的监测区代表性问题;计算了不同监测区可能导致的误差,分析了影响代表性及误差的因素。结果显示,当降解系数r分别为0.01、0.05和0.10 m/d时,以沟塘系统整体的污染物去除效果作为参照,所有单元的去除强度比α平均值大于1,去除率比β平均值小于1;当降解系数r=0.05 m/d,池塘、支沟和农沟的去除强度比α平均值分别为1.90、1.11和0.64,去除率比β平均值分别为0.29、1.10、0.94。在沟塘分布不均及其水力关系复杂条件下,大多数水文单元或单个排水支路都难以精确地代表整个系统;一个特定监测区对于不同指标的代表性存在差异,监测区的代表性受到沟塘面积以及污染物自身降解能力的影响;对于表征污染物绝对去除量,如果污染物的降解能力较弱,监测区的选择余地较大,反之,则应避免面积较小的单元;水力停留时间越长,α值越小,而β值越大,水力停留时间较长的单元代表性更好。对于存在多个排水支路且农田和沟塘单元分布不均匀的情况,监测区则应尽量选为流量较大的支路,避免沟塘与汇流农田面积比偏大或偏小的支路。研究成果可为南方沟塘排水系统环境效益评价及农田面源污染监测提供理论依据。
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- 关键词：农田湿地降解系数
- 填料及降雨特征对雨水花园削减径流及实现海绵城市建设目标的影响被引量：62
- 2016年
- 为了应对城市化对区域水环境的不利影响,我国各地都在积极倡导城市低影响开发（LID）,鼓励建设海绵城市。城市雨水花园是目前国际上广泛推崇的一项措施,通过对雨洪的拦蓄,增加入渗,削减污染物的输出。为了研究填充介质以及降雨特征对雨水花园效果的影响,以砂、土分层以及均质黄土2种不同填料雨水花园2a的监测数据,研究了花园对雨水径流总量和洪峰的削减效果,并分析了雨水花园在海绵城市建设中的积极作用。结果表明：在2a监测期内,分层填料雨水花园对14场降雨的水量的削减范围为12.0%～85.9%,平均为44.3%;对径流峰值削减范围为11.2%～93.3%,平均为55.8%;均质黄土填料的花园水量削减范围为9.8%～79.8%,平均39.2%;峰值削减范围为20.3%～89.8%,平均50.5%,分层填料雨水花园对峰值和水量削减均都高于均质黄土填料雨水花园。2个雨水花园的水量削减均与降雨量呈负相关关系,对中小型降雨的水量削减效果更为显著。西安市年内降雨多以中、小型降雨为主,两者之和占总降雨量的69.8%。如果以目前研究区海绵城市建设目标中年径流总量消减80%为控制目标,分层雨水花园和均质雨水花园对小雨的海绵城市完成率分别为98.5%和92.5%;对于中雨,分层和均质填料雨水花园的海绵城市完成率分别为69.0%和62.3%。研究还发现,雨水花园对雨水径流的削减能力与降雨前期的干旱天数呈正相关关系;鉴于研究区——西安雨热同期,雨水花园内土壤水分疏干较快,且降雨间隔天数平均4.25d,此类气候特点有利于雨水花园在该地区高效运行。
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- 关键词：雨水花园
- 基于HYDRUS模型的盐碱地土壤水盐运移模拟被引量：23
- 2017年
- 为了解陕西卤泊滩盐碱地的水盐运移情况,基于当地2009—2013年田间水盐监测资料,应用饱和-非饱和土壤水分及溶质运移理论,利用HYDRUS-1D数值模型对当地土壤水分、盐分运移规律进行数值模拟,分析了盐碱地的水盐变化状况,确定合理的田间灌水定额。结果表明:在玉米整个生育期内,不同灌溉处理的土壤含水量变化趋势基本一致,从节水控盐的综合标准衡量,农田灌水定额为500 m3·hm-2时有利于控制土壤盐分的累积。采用HYDRUS-1D模型对盐碱地农田土壤水盐运移的模拟结果与田间试验实测结果基本吻合,该研究结果可为类似盐碱化地区农田水盐管理提供科学依据。
- 潘延鑫罗纨贾忠华井思媛李山武迪
- 关键词：盐碱地水盐运移数值模拟HYDRUS-1D模型
