水田氮磷運移規(guī)律及排水凈化再利用研究.pdf

1、我國是世界上最大的水稻生產(chǎn)國，稻田灌溉需大量耗水，同時為保證稻米產(chǎn)量稻田化肥施用量一直較高，由此產(chǎn)生了嚴(yán)重的水田排水面源污染問題。而水環(huán)境的污染又進(jìn)一步加劇了灌溉用水的緊張。本項目在黑龍江省綏化北林區(qū)秦家灌區(qū)建立試驗區(qū)，在完全不改變農(nóng)戶原有種田模式下，從灌溉水循環(huán)利用的目的出發(fā)，采用生態(tài)工程技術(shù)手段，改造灌區(qū)天然的水塘、濕地等，形成水田-人工濕地(豎井)-水田的凈化循環(huán)系統(tǒng)，通過4年監(jiān)測試驗，對水田田面水中氨氮及磷的衰減變化規(guī)律、水田降

2、雨徑流排水特點及人工濕地對水田排水的凈化效果進(jìn)行分析研究。
　　 在秦家試驗區(qū)，通過對2007年至2010年4年12次施肥得到的田面水中氨氮及總磷變化的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到氨氮及總磷在施肥后一周迅速衰減、而后趨平穩(wěn)的的規(guī)律。利用隨機(jī)微分方程理論，以一級動力學(xué)模型為基礎(chǔ)，建立速率參數(shù)k為隨機(jī)變量的隨機(jī)動力學(xué)模型，以各次試驗得到的實測數(shù)據(jù)分析參數(shù)k作為隨機(jī)變量k的樣本值，模擬和預(yù)測田面水中氮磷濃度變化的均值及方差過程，從而以概率的

3、方式探討了田面水中氨氮和總磷的變化規(guī)律。
　　 總結(jié)試驗區(qū)水稻生育期降雨規(guī)律，研究水田降雨徑流排水的產(chǎn)生及排水中氨氮及總磷的變化規(guī)律。各次水田排水過程水量可控、濃度比較均勻，徑流排水中氮磷含量主要與降水和施肥時間間隔有密切關(guān)系，間隔時間越短，濃度越高，越需要進(jìn)行人工濕地凈化，以實現(xiàn)灌溉再利用。
　　 研究三種人工濕地(垂直流人工濕地、潛流人工濕地、表面流人工濕地)不同特點，對比其對氮磷的凈化效果及建設(shè)難易，結(jié)合試驗區(qū)實際

4、情況選用適宜類型人工濕地用于水田排水凈化試驗。在秦家試驗區(qū)對2008年至2010年發(fā)生的水田降雨徑流排水進(jìn)行凈化處理。采用天然排水溝渠、人工濕地兩種不同凈化方式，監(jiān)測其中氨氮和總磷濃度變化過程。對取得數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計參數(shù)(數(shù)學(xué)期望函數(shù)、方差函數(shù)和變差系數(shù)函數(shù)、自協(xié)方差函數(shù)、相關(guān)系數(shù))計算，及線性趨勢預(yù)測與滑動回歸預(yù)測。統(tǒng)計結(jié)果與回歸方程預(yù)測都表明，人工濕地比排水溝渠在對氨氮和磷的去除效果上都具有明顯優(yōu)勢。繼續(xù)將人工濕地凈化后水排入豎井，