第1章 绪论 1
1.1背景及意义 1
1.1.1研究的必要性 1
1.1.2解决的关键问题及意义 3
1.2研究现状 5
1.2.1不同灌溉模式下水稻水肥综合调控及氮、磷流失规律 5
1.2.2排水沟及塘堰湿地对农业面源污染物去除规律 5
1.2.3农业面源污染管理、控制和综合治理 7
1.2.4农业面源污染数值模拟模型 8
1.3研究内容与技术路线 11
1.3.1研究内容 11
1.3.2技术路线 12
1.4研究区域概况 14
1.4.1研究区域总体情况 14
1.4.2试验地点分布 15
第2章 水稻田间最优水肥综合调控模式试验研究 17
2.1试验方法与处理设计 17
2.1.1试验场地基本情况 17
2.1.2试验处理设计 17
2.1.3观测内容与方法 19
2.2不同水肥处理下水稻的生物学特性 21
2.2.1不同水肥处理下水稻株高的变化 21
2.2.2不同水肥处理下水稻分孽的变化 24
2.2.3不同水肥处理下水稻叶面积指数的变化 28
2.2.4 不同水肥处理下水稻干物质累积量的变化 31
2.3不同水肥处理下水稻产量及其构成 35
2.4不同水肥处理下稻田水量平衡及灌溉水分生产率 39
2.4.1不同水肥处理下稻田水量平衡分析 39
2.4.2不同水肥处理下灌溉水分生产率的变化 44
2.5不同水肥处理下稻田氮、磷流失量 47
2.5.1不同水肥处理下稻田氮、磷浓度 47
2.5.2不同水肥处理下稻田氮、磷地表流失量 60
2.5.3不同水肥处理下稻田氮、磷渗漏流失量 63
2.5.4不同水肥处理下稻田氮、磷流失总量 64
2.6不同水肥处理下稻田氨挥发规律 67
2.6.1不同水肥处理下稻田氨挥发变化过程 68
2.6.2不同水肥处理下稻田氨挥发特性 70
2.7不同水肥处理下稻田氮肥利用率 72
2.8不同灌溉模式下稻田土壤肥力的变化 75
2.8.1不同灌溉模式对稻田土壤物理性质的影响 75
2.8.2不同灌溉模式下稻田土壤TN、TP、有机质的变化 77
2.8.3不同灌溉模式下稻田pH、速效钾、有效磷的变化 79
2.9本章小结 81
第3章 生态沟对农业面源污染去除规律试验研究 85
3.1试验方法与处理设计 85
3.1.1试验场地基本情况 85
3.1.2试验处理设计 89
3.1.3观测项目与方法 91
3.2不同湿地植物生态沟对农业面源污染物的去除效果 92
3.2.1不同湿地植物生态沟对排水中氮素的去除效果 92
3.2.2不同湿地植物生态沟对排水中TP的去除效果 104
3.2.3小结 108
3.3不同排水浓度条件下生态沟对农业面源污染物的去除效果 109
3.3.1不同排水浓度条件下生态沟对排水中TN的去除效果 110
3.3.2不同排水浓度条件下生态沟对排水中TP的去除效果 113
3.3.3小结 116
3.4不同排水强度条件下生态沟对农业面源污染物的去除效果 117
3.5生态沟不同运行管理模式对农业面源污染物的去除效果 119
3.6灌区原位状态下生态沟对农业面源污染物的去除效果 121
3.6.1原位状态下生态沟对排水中TN的去除效果 122
3.6.2原位状态下生态沟对排水中硝态氮的去除效果 127
3.6.3原位状态下生态沟对排水中铵态氮的去除效果 132
3.6.4原位状态下生态沟对排水中TP的去除效果 137
3.6.5小结 142
3.7本章小结 143
第4章 生态沟设计参数优选试验研究 145
4.1试验方法与处理设计 145
4.1.1试验材料与方法 145
4.1.2试验处理设计 145
4.1.3观测项目与方法 146
4.1.4水力指标 146
4.2结果分析 147
4.2.1不同排水流量条件下生态沟水力指标 147
4.2.2不同植物种植条件下生态沟水力指标 150
4.2.3不同管理模式下生态沟水力指标 151
4.2.4 不同排水流量条件下生态沟糙率与植物密度的关系 153
4.3生态沟设计及运行技术 155
4.3.1生态沟设计技术要点 155
4.3.2生态沟运行技术要点 156
4.4本章小结 157
第5章 塘堰湿地对农业面源污染去除规律试验研究 159
5.1试验方法与处理设计 159
5.1.1试验内容 159
5.1.2试验处理设计 159
5.1.3观测项目与方法 162
5.2结果与分析 163
5.2.1不同湿地植物对TN、 TP的去除效果 163
5.2.2不同控制水深对TN、TP的去除效果 188
5.2.3鄱阳湖流域稻田与湿地面积比分析 195
5.2.4不同运行模式塘堰湿地对农田排水面源污染物的去除效果 198
5.3原位条件下塘堰湿地对氮、磷去除效果的分析 203
5.3.1氮素的去除效果 203
5.3.2 TP的去除效果 206
5.3.3小结 207
5.4鄱阳湖流域典型湿地植物需水规律 207
5.4.1试验方法与处理设计 208
5.4.2试验结果与分析 208
5.4.3小结 214
5.5本章小结 214
第6章 塘堰湿地设计参数优选试验研究 216
6.1试验方法与处理设计 216
6.1.1试验区概况 216
6.1.2试验数据收集 217
6.1.3水力指标 217
6.1.4标准化分析 219
6.2试验结果分析 221
6.2.1示踪数据 221
6.2.2水力指标 221
6.2.3示踪图形标准化 223
6.2.4矩分析指标 223
6.3分析与讨论 223
6.3.1水力指标分析 223
6.3.2矩分析指标 226
6.4塘堰湿地设计及运行技术 227
6.4.1塘堰湿地设计技术要点 228
6.4.2塘堰湿地运行技术要点 228
6.5本章小结 229
第7章 基于分布式模型的农业面源污染排放规律研究 231
7.1适合灌区水量转化及农业面源污染分布式模拟的SWAT模型改进 231
7.1.1 SWAT模型介绍 231
7.1.2 SWAT模型适合灌区水循环模拟的改进 236
7.2芳溪湖流域农业面源污染分布式模拟模型构建 243
7.2.1研究区域概况 243
7.2.2数字高程模型的建立和生成 243
7.2.3子流域划分 244
7.2.4土地利用数据处理 244
7.2.5土壤数据处理 246
7.2.6 HRU划分 247
7.2.7气象水文数据 247
7.2.8农业管理措施 248
7.2.9污染源数据 249
7.3水量水质观测 251
7.3.1研究区域水量观测 252
7.3.2研究区域水质观测 253
7.4芳溪湖流域农业面源污染分布式模拟模型率定及验证 255
7.4.1模型效率评价指标 255
7.4.2径流参数率定及验证 256
7.4.3水质参数率定及验证 258
7.5不同水肥管理制度下农业面源污染排放规律模拟 261
7.5.1不同灌溉模式下氮、磷排放规律 261
7.5.2不同施肥量及施肥制度下氮、磷排放规律 263
7.5.3不同塘堰用水管理制度下氮、磷排放规律 267
7.5.4综合措施下芳溪湖流域氮、磷排放规律 269
7.5.5减少芳溪湖流域农业面源污染排放的水稻水肥综合管理技术 270
7.6本章小结 270
第8章 水稻灌区节水减排模式及示范 272
8.1水稻节水减排模式试验总结 272
8.1.1田间最优水肥综合调控模式与农民传统模式试验对比效果 272
8.1.2水稻节水减排模式试验及其效果 272
8.2生态沟建设典型案例 274
8.2.1生态袋护坡型生态斗沟 274
8.2.2树枝填埋灌木扦插护坡的复式断面型生态支沟 276
8.3礼坊示范区水稻节水减排模式示范及其效果 278
8.4本章小结 283
第9章 结论与展望 285
9.1主要内容 285
9.2主要结论 286
9.2.1水稻最优水肥综合调控模式 286
9.2.2生态沟对稻田氮、磷排放的去除效果 289
9.2.3塘堰湿地对稻田氮、磷排放的去除效果 292
9.2.4基于分布式模型的农业面源污染排放规律 293
9.3特点与创新 294
9.4展望 296
9.5推广应用前景 297
参考文献 298