内蒙古河套灌区非点源污染物分布规律及农田排水模拟

发布时间：2020-08-15 14:15

【摘要】：非点源污染及土壤盐渍化日益严重是当今农业生产面临的两大难题。农业生产过程中对化肥的过度依赖以及过度使用是导致地下水氮磷污染的主要原因,而田间潜水蒸发强度大、排水设施不完善等是盐碱度增大的重要原因。农田非点源污染具有不确定性,而且退水污染的控制技术还不成熟。本研究以河套灌区为研究背景,以消减田间非点源污染和盐渍化程度为目的,基于ArcGIS技术的反距离加权插值法和田间排水模型-DRAINMOD的水文模块,结合黄灌区典型地块地下水污染物浓度和田间实际排水情况,探索农田系统中氮磷污染物运移规律和DRAINMOD模型在河套灌区的适用性,研究不同时期地下水埋深与非点源污染物的相关性以及田间排水沟的设计方案,为内蒙古河套灌区农田退水污染控制方案的制定提供参考。基于ArcGIS反距离加权(IDW)插值对河套灌区节水改造后农田氮磷时空变化的研究表明：在非灌水期,地下水埋深较深,变化范围在1.5-2.5m左右,非灌水期TN浓度在年初呈现西南偏低,东北部偏高的趋势：灌水期研究区地下水埋深也呈现出“南深北浅,西深东浅”的总格局,地下水中TN浓度,呈“南高北部、中部偏低”的趋势。经研究区田间实测数据率定后的DRAINMOD模型,通过在研究区实际运行检验显示：建模效率系数平均达到0.76,决定系数平均达到0.82,平均相对误差分别为10%和5.9%,证明该模型可用于当地的农田排水模拟。不同排水沟间距对地下水埋深和排水量影响的研究发现：当排水沟深度为定值不变时,随着排水沟间距的增加地下水埋深逐渐减小,而相应的地下排水量也逐渐减小。从适宜地下水埋深的角度来看,随着排水间距的逐渐增大,地下水埋深也逐渐增大。不同排水沟沟深对地下水埋深和排水量影响的研究发现：当排水沟间距为定值不变时,随着排水沟深度的增加地下水埋深逐渐增大,其地下排水量也随之增大。初步提出,相对适合试验区的排水沟设计指标为：当排水间距为250m时,排水沟的深度选择200cm,当排水间距为500m时,排水沟深度为250cm时为宜。而且这两种方案分别比实际多排出7%和4.5%水量。
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X52;S274
【图文】：

平面图,试验区,平面图,河套灌区

图2试验区平面图Fig.2 The planar graph of experimental area内蒙古乌拉特前旗位于河套灌区东部，地理位置坐标为东经108°10'~109°53',北讳40°28'?41°15'，东西长142.5km左右，南北约85.5km。研究区位于北讫堵乡北场

示意图,示意图,试验区,斗渠

图3为河套灌区九排域北场支沟的沟渠布置示意图。如图所示，在左四支渠上有三条斗渠分入北场试验区，南北方向分布左一斗渠到左三斗渠三条斗渠，控制面积为333公顷的农田，渠道运行状况良好，渠系边坡没有衬x2。人民干斗渠位于北场试验区东侧，一共有二十一条毛渠。在试验区方向分布九条毛渠，控制土地面积为142公顷。另外有十二条分布在项目区外。北场试验区灌排设施配套水平、施肥水平较高，以自流灌溉为主，在整个灌区具有很明显的代表性。内蔌古河套灌区九排域北场支沟示范区fl .l#丨丨|7]^_ 人 1___j—t"—- \t m vi/ 如叫一二现_图3试验区示意图Fig.3 Schematic diagram of experimental region2.6北场试验区农作物管理措施2.6.1种植时间根据试验区的相关统计资料得知，当地大约在3月18 F1到4月6日期间种植小麦

布置图,布置图,区域

土壤采样点位置均用GPS定位，将数据通过ArcGISlO.l形成点文件并进行投影与坐标转换，生成用于地统计分析的样点分布图。试验区的观测孔与沟渠平面布置如图4。试验观测项目：1在没有自动气象站的情况下，要做到：及时准确记录每次降雨量及历时；2地下水埋深观测时间为每5天一次，雨后和灌水后加测一次，地下水位埋深用皮尺测定。3地下水质每个月取样一次，每年12次。取回的水样用专用塑料瓶密封保存，并及时送往巴彦淖尔市水土环境监测中心进行化验，水样的测定内容为TN、TP。测

【参考文献】