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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