【摘要】：我國(guó)平原河網(wǎng)地區(qū)水資源豐富,但農(nóng)田用水粗放,尤其在稻田排水過程中,污染物排放得不到有效地控制,給當(dāng)?shù)厮鷳B(tài)環(huán)境帶來了很大的壓力。本文從沿運(yùn)灌區(qū)的農(nóng)業(yè)用水管理與控制的角度出發(fā),以減少農(nóng)田排水達(dá)到減少農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染輸出為目的,選用DRAINMOD模型模擬研究了不同灌溉制度條件下的水文過程,氮磷分布規(guī)律以及稻田流失量,并分析了小麥最佳經(jīng)濟(jì)效益農(nóng)田排水系統(tǒng)的優(yōu)化布置,成果可為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展提供理論依據(jù)與技術(shù)支撐。取得的成果如下:(1)水稻生長(zhǎng)期間地下水位均較高,排水量較大,且隨著灌水的出現(xiàn)呈周期性變化。對(duì)DRAINMOD進(jìn)行參數(shù)率定,發(fā)現(xiàn)模擬值與實(shí)測(cè)值吻合較好,說明模型能夠較好的預(yù)測(cè)研究區(qū)稻麥輪作農(nóng)田的排水水文過程;對(duì)主要輸入?yún)?shù)的敏感性分析發(fā)現(xiàn),在用DRAINMOD模型模擬研究區(qū)農(nóng)田水文過程時(shí)應(yīng)對(duì)土壤側(cè)向飽和導(dǎo)水率與排水模數(shù)慎重選擇。(2)運(yùn)用DRAINMOD模型對(duì)常規(guī)灌溉、深水灌溉和淺水勤灌三種不同的灌溉模式進(jìn)行模擬分析,研究發(fā)現(xiàn),后兩種灌溉模式不僅能提高作物的產(chǎn)量還有一定的節(jié)水減排的效果,且以淺水勤灌表現(xiàn)尤為明顯,該模式下灌溉量減少了 108mm,削減率達(dá)11.8%,排水量減少達(dá)到了 25.0%,作物產(chǎn)量增加了 5.5%,與實(shí)測(cè)得出的增產(chǎn)532.5kg/hm2一致。因此淺水勤灌是研究區(qū)較為科學(xué)的水稻灌溉制度選擇。(3)通過對(duì)研究區(qū)農(nóng)事記錄以及不同地下水和排水溝的定期取樣監(jiān)測(cè),研究發(fā)現(xiàn):在稻作期間,農(nóng)田中不同形態(tài)的氮含量均較高,且以銨態(tài)氮的變化尤為明顯,該時(shí)間段內(nèi)濃度達(dá)2.67mg/L,在非水稻生長(zhǎng)季,該值僅為0.33mg/L;而總磷的含量在整個(gè)監(jiān)測(cè)期間均較小;隨著埋深的增加,污染物濃度均呈現(xiàn)出減小趨勢(shì)。(4)通過對(duì)農(nóng)田氮磷流失量的研究發(fā)現(xiàn),水稻種植期間,農(nóng)田中磷的流失整體偏少,主要表現(xiàn)為氮的流失,銨態(tài)氮僅在7月份流失的量就占到整個(gè)氮素流失總量的38.7%,說明在施肥期后,尤其是尿素的施用后,很大一部分的氮素以銨態(tài)氮的形式隨著排水從田間流失;淺水勤灌的灌溉方式在氮磷流失上的削減表現(xiàn)也較為明顯,硝態(tài)氮、銨態(tài)氮分別較常規(guī)模式削減了 21.1%、36.5%,總磷則減少了 0.30kg/hm2。合理施用化肥不僅提高水稻產(chǎn)量增加經(jīng)濟(jì)收入,還能減少農(nóng)業(yè)水對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)。(5)在研究區(qū)現(xiàn)有排水條件下,不能安全滿足小麥的排澇除漬要求。以小麥產(chǎn)量最大化的排水系統(tǒng)方案進(jìn)行的模擬研究發(fā)現(xiàn),排水強(qiáng)度越大小麥的相對(duì)產(chǎn)量就越高,小麥相對(duì)產(chǎn)量也隨地表排水狀況的改善而增高,且受澇漬脅迫的影響較大,在排水間距大于20m以后變化則尤為明顯。根據(jù)模擬結(jié)果,在保證作物澇漬產(chǎn)量的同時(shí),綜合考慮經(jīng)濟(jì)因素,研究區(qū)以地表排水良好(Sm=1),排水暗管埋深為1.2m、間距為20m的排水系統(tǒng)設(shè)計(jì),可得到最佳經(jīng)濟(jì)效益。
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S276
【圖文】：

揚(yáng)州大學(xué)碩士學(xué)位論文區(qū)概況及試驗(yàn)布置逡逑概況逡逑理?xiàng)l件逡逑屬于江蘇省揚(yáng)州市，位于江蘇省中部，地處蘇中平原，長(zhǎng)江下淮交匯之處，境內(nèi)地勢(shì)平坦，河湖交織，是蘇中地區(qū)重要的水左右，總面積１３３２．５４平方千米，其中陸地面積占８５．８％，水域面內(nèi)的沿運(yùn)灌區(qū)建成于１９５９年，是自流灌區(qū)的首站，地點(diǎn)位于京。根據(jù)數(shù)據(jù)資料顯示，沿運(yùn)灌區(qū)揚(yáng)州段內(nèi)，正常年份可利用總引夕卜來水量１９．１億ｍ３，可利用量１８．０億ｍ３。灌區(qū)總面積２３２．５ｋｋｍ２，是中型自流灌區(qū)。試驗(yàn)區(qū)位于沿運(yùn)灌區(qū)邵伯鎮(zhèn)境內(nèi)，東經(jīng)３”，具體位置如圖２－１所示。逡逑

周萌沿運(yùn)灌區(qū)稻麥輪作農(nóng)田排水過程監(jiān)測(cè)與模擬研究平均氣溫１５．３°Ｃ，年平均最高氣溫為２０．０°Ｃ，其中夏季平均最高溫為１１．５°Ｃ，冬季的平均最低氣溫僅為－０．１°Ｃ；區(qū)內(nèi)年平均降水，最大值出現(xiàn)在１９９１年，年降水量達(dá)１５７０．６＿，最小值出現(xiàn)在大值約為最小值的４倍。該地區(qū)降水量分布如圖２－２所示，由圖水量達(dá)到峰值，該月降水量占年降水量的１９．７％。夏季（６？８平均降水量４７９．１ｍｍ，占年降水量的４７．８２％，在全年降水量中所最多的季節(jié)，而冬季（１２？２月）平均降水量?jī)H為１０６．３８ｍｍ，全年降水量最少的季節(jié)。研究區(qū)多年平均蒸發(fā)量為９６５．７ｍｍ，ｈ，無霜期長(zhǎng)，約為２２０天。逡逑２５０邋ｒ逡逑

時(shí)間邐１１／３－１１／１５邐１１／１６－１１／２３邐１１／２４－２／２５邐２／２６－４／７邐４／８－４／１４邐４／１５－６／１邐１１／３－６／１逡逑２．２試驗(yàn)布置與設(shè)計(jì)逡逑試驗(yàn)區(qū)位于江都區(qū)農(nóng)田水利科學(xué)研宄站，位置示意見圖２－３。試驗(yàn)于２０１６年對(duì)小麥中逡逑后期生長(zhǎng)與水稻全生長(zhǎng)期的水文水質(zhì)過程進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。如圖２－４所示，試驗(yàn)田總計(jì)面積為逡逑ｌＯＯｍｘｌＯＯｍ，分為１２個(gè)小田塊，南北分別６個(gè)田塊，除去田埂部分，南邊田塊的長(zhǎng)均為逡逑４６．３ｍ，各田塊的寬共９４．６ｍ，北邊長(zhǎng)為４７．３ｍ，寬合計(jì)９４．８ｍ，實(shí)際種植面積總計(jì)８８６４邋ｍ２，逡逑溝渠布置見圖２－４。逡逑ＩＡ逡逑圖２－３試驗(yàn)田位置示意圖逡逑１２邐１１邐１０邐９８７逡逑／｜排水溝逡逑／邋邐；－；——：—邋邐——－－逡逑１邐｜邐２邐３邐４邐５邐｜邐６逡逑－－■邐．邋邐邋■邐邋—邐…￣邐一——一邋—－ｇ邋：邋＇逡逑圖２－４試驗(yàn)田平面布置圖逡逑

本文編號(hào)：2799653