节水灌溉模式对稻田CH4排放规律的影响

基于水稻节水灌溉技术和密闭静态箱技术田间原位采集甲烷气样,试验研究了水稻节水控制灌溉模式对稻田CH₄排放规律的影响.结果表明,控制灌溉稻田CH₄排放呈现明显的下午极大值型日变化,CH₄排放高峰主要出现在下午13:00,淹水处理CH₄排放峰值在1 d中各个时刻的出现具有一定的随机性.控制灌溉稻田CH₄排放呈现明显的单峰型季节排放规律,排放高峰发生在分蘖前期,比淹水处理提前了10 d.所以,控制灌溉模式在水稻返青期后的水分调控及生产性用水等水管理措施对稻田CH₄排放的影响至关重要.控制灌溉水稻全生育期的稻田CH₄排放总量为24.46 g·m^-2,比淹水稻田减少了39%,平均排放率为7.96 mg·(m²·h)^-1,但返青期和分蘖前期的CH₄平均排放率比淹水稻田高,在以后的各个生育阶段均低于淹水稻田.     

长期污水灌溉后林地土壤中磷的含量与移动

为尽可能地削减污水携带的N、P进入湖泊,处理后的城市生活污水被直接喷灌到新西兰罗托鲁阿市的Whakarewarewa森林,并建立了污水灌溉林地处理系统的长期定位试验地以评价生态系统对污水携带营养物质的同化能力.为查清长期污水灌溉土壤中P的数量、迁移淋失及其环境危机,对11a污水灌溉后火山灰土壤中磷的积累、再分布进行剖面分层采样测定.结果表明,土壤pH、TP、Olsen P、M3P、M3Ca和M3Mg在所有灌溉处理区的表层土壤(0～10 cm)均有显著(p0.05)增加,部分增加的显著性达到20～40 cm土层或更深层次土壤.大多数随灌溉而进入土壤的P被保存在上层土壤(0～40 cm)中.土壤Olsen P和M3P的浓度在中、高水平处理区的20 cm以上土层中超过了环境临界值(Olsen P为60 mg.kg-1;M3P为150mg.kg-1),磷饱和率(M3PSR)数值同时显示表层土壤对P的吸持已近饱和,预示土壤磷素有随下渗水向下移动的潜在可能.常规土壤采样以60 mg.kg-1 Olsen P测定值为环境临界值,可解决土壤剖面中磷的下移监测难题.以M3P与M3Al、M3Fe的摩尔比计算的磷饱和率(M3PSR)作为长期污水灌溉林地处理系统中土壤磷向下移动的环境危机临界值参数指标已不是很理想,对新的磷饱和参数的研究是今后的主要工作之一.     

利用生物燃料电池进行海水淡化

据估计,未来20年内,人均清洁水供应量将平均减少三分之一.海水淡化是从世界多个地区的微咸水和海水中生产可饮用水的一种选择,但大多数海水淡化技术高耗能且高费用.目前采用的海水淡化技术主要是反渗透、电渗析和蒸馏.海水淡化过程的不断改进,特别是在过去的10年里,已经使得这些系统更加可靠,减少资金成本,但高能源需求     

不同灌溉方法下保护地土壤盐分分布特征的研究

通过渗灌、滴灌、沟灌3种灌溉方法对保护地土壤pH、全盐含量及水溶性离子组成的影响,探讨了3种灌溉方法在保护地土壤酸化、盐化过程中的演化规律.结果表明:渗灌、滴灌、沟灌:3种处理方法中滴灌处理比渗灌处理和沟灌处理效果更好,表层水溶性盐分和硝酸盐积累较轻,酸化较轻,有利于土壤环境的可持续性发展和有效地保护土壤资源.     

排水循环灌溉下稻田磷素时空分布特征

排水循环灌溉具有提高降水资源利用率和减少农田面源污染的潜力,为缓解我国南方地区降雨分布与水稻作物需水时间不匹配和农田磷流失污染的问题,开展了排水循环灌溉条件下稻田磷素时空分布规律研究.采用田间试验的方法,监测藕塘水和鱼塘水循环灌溉下水稻田面水和渗漏水中总磷、可溶性磷和可溶性反应磷的质量浓度,及土壤剖面总磷与Olsen-P含量的变化.结果表明,排水循环灌溉下水稻田面水和渗漏水中不同形态磷素质量浓度沿程降低,尤其渗漏水磷质量浓度的减少趋势更为显著,排水循环灌溉水源中磷质量浓度在一定范围内的变化不会增加田面水和渗漏水中的磷质量浓度.田面水和渗漏水中不同形态磷质量浓度在不同灌溉时期的变化较大,8月田面水和渗漏水的磷质量浓度明显低于其它时期.表土Olsen-P含量随距进水口的距离的增加而减少,并随排水循环灌溉水中磷质量浓度的增加而增加;土壤剖面TP含量受排水循环灌溉的影响不明显.在8月水稻需肥高峰期进行排水循环灌溉或延长灌溉水的流程,可明显改善排水循环灌溉下稻田的磷素去除效率.     

南疆咸水结冰与融化过程中盐分及离子的变化

咸水淡化是缓解淡水资源紧张,减轻水体污染的有效途径.本试验分析了南疆农田排水不同冷冻温度下,结冰与融化过程中矿化度及离子浓度的分布规律;探讨了基于多级冷冻与重力脱盐条件下,盐分及Cl^-、 SO₄^2-、K⁺、Na⁺的迁移规律成因.试验结果表明,冰融水矿化度与离子浓度随冷冻温度的降低而上升;不同温度处理下,各级冰融水矿化度与离子浓度相较于初始水样（F₀）均显著降低（P<0.05）,冰晶逐级冷冻过程中,冰融水矿化度与离子浓度逐渐升高;各离子进入冰晶的迁移速率存在差异,离子结冰比率拟合线斜率呈K⁺> Cl^->Na⁺>SO₄^2-的分布规律.冰晶逐级融化过程中,冰融水矿化度、Cl^-、K⁺、Na⁺浓度呈现先快速下降、后缓慢下降、最终趋于平稳的变化趋势;SO₄     

垃圾填埋场覆盖层灌溉处理渗滤液的试验研究

在模拟的填埋场封场覆盖层上灌溉处理不同强度的渗滤液稀释液,研究其水量减量和主要污染物COD和NH3-N的去除效果。结果表明：一个生长季内,灌溉水量负荷12 mm/d条件下,裸土覆盖层的水量减量负荷均为7 mm/d左右,狗牙根覆盖层的水量减量负荷为7.7~11 mm/d,渗滤液原液灌溉处理时为7.7 mm/d;而灌溉渗滤液的强度从低到高,狗牙根生物量先增大后减小,狗牙根覆盖层的水量减量负荷与其生物量正相关;裸土覆盖层的COD去除率为65 %左右,NH3-N去除率为70 %~93 %;狗牙根覆盖层的COD去除率为68 %~93 %,NH3-N去除率为89 %~99 %; NH3-N的去除途径主要是转化为硝态氮和被植物吸收。渗滤液覆盖层灌溉处理有良好的水量减量和主要污染物去除效果,且有植被时效果更佳,表明填埋场封场覆盖层灌溉处理渗滤液是可行的。     

基于混合生命周期评价的小型灌溉泵站碳排放核算方法研究

小型灌溉泵站是农田灌溉的重要基础设施,单座规模较小但数量庞大,从“双碳”角度对其开展全生命周期的碳排放核算分析对实现其可持续发展和促进高效供水具有重要意义。基于碳足迹理论,采用混合生命周期分析法,将灌溉泵站全生命周期分为材料设备生产、材料设备运输、建设施工、运行维护和拆除报废5个阶段,分析了灌溉泵站在建设、运行、管理整个过程中的碳排放规律,构建了小型灌溉泵站碳排放模型核算方法,包括核算原理、研究思路、计算流程和核算公式等。选择了6处不同地区小型灌溉泵站开展了碳排放核算方法的实例分析,结果显示：6处灌溉泵站的碳排放总量分别为402.87,34.30,849.37,140.93,1645.56,312.89 t CO₂e,年单位灌溉面积的碳排放系数分别为331,147,681,144,202,126 kg CO₂e/(hm²·a);各个阶段的碳排放量具有较大差异,总体来看运行维护阶段(62.57%)和材料设备生产阶段(26.64%)排放量最大,建设施工阶段(5.32%)、拆除报废阶段(4.78%)、材料设备运阶段输(0.69...     

基于静态多区域CGE模型的黄河流域灌溉水价研究

黄河流域属于水资源匮乏地区,据黄河水资源公报,2011 年农田灌溉用水量占流域总用水量的73.9%,故灌溉水价与流域农业、社会经济系统关系密切.鉴于此,论文基于多区域静态CGE模型,研究黄河流域不同省区在灌溉水量不同减少幅度情况下农业灌溉水价的变化,以及水价不同提高幅度下对社会经济系统和灌溉用水量的影响.结果表明:① 农业灌溉水价随着灌溉用水量的减少而增加;另一方面,5 种水量减少情况下模拟结果中各省区最终灌溉水价主要由水价变动构成,说明初始水价较低;② 在水价不同提高幅度下,实际GDP降低,居民的实际消费水平降低;③ 在水价提高15%的情况下,流域总灌溉用水量减少了9.087×10⁸ m³,占流域总灌溉用水量的1.5%;④ 系统敏感性分析(SSA)表明,模型模拟结果较稳健.     

人工湿地对提高春小麦抗逆性的作用

黄河上游白银段,污水灌溉导致了春小麦的抗逆性下降。研究利用人工湿地处理受污黄灌水的春小麦,对提高春小麦抗逆性的作用。结果显示:人工湿地能够高效降低重金属在灌溉水中的含量,从而显著的(P<0.05)提高了春小麦的抗逆性,减轻了氧化损伤。因此,人工湿地可用于灌溉水的前处理中,以达提高灌溉水质量,从而减轻污灌水对春小麦的危害,确保农作物的安全和清洁生产。