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面源污染控制与生态灌区建设技术
发布日期:2013-05-16浏览次数: 字号:[ ]

大型灌区是全球重要的规模化农业和商品粮生产基地,已成为直接关系当地人民群众生命安全、生活保障、生产发展、生存环境的民生水利工程。然而,以往灌区建设主要以工程建设为主,强调多引水、多浇地而提高作物产量为主要目标,随着我国社会经济的快速发展和人类活动的加剧,造成了水资源短缺、灌区及其流域水环境污染、土壤次生盐碱化、地下水位持续下降和由此引发的大面积地下水漏斗与地面沉降、湖泊湿地萎缩、生物多样性丧失等问题。

工程中心在水利部公益性行业科研专项经费项目生态灌区建设的应用技术与模式研究(200701025集约化种植区水体农业面源污染风险及调控(200901083、北京市重大科技计划课题农业面源污染对地下水影响评价与控制技术研究(D07050601510703-0320余项科研课题的支持下,采用生态、水利、环境、管理等多学科综合并举,围绕着农业面源污染控制与生态灌区建设的支撑技术体系及综合应用模式问题开展了系统、深入的研究,取得了如下创新与成果:

a)提出了生态灌区的基本内涵及其目标框架体系,综合应用3S技术、信息技术、长期定点定位监测、系统试验以及野外调查相结合的技术手段建立了灌区生态与环境监测技术体系,构建了生态灌区评价指标体系及建设基准,并以内蒙古河套灌区、北京北野场灌区为案例进行了节水改造、再生水灌区两种类型灌区的健康诊断与分析;

b)通过系统研究不同灌溉施肥模式下氮素在土壤与地下水中的迁移转化规律,建立了灌水与施肥模式驱动的区域土壤与地下水氮素迁移转化的分布式耦合模拟模型,提出了灌水与施肥模式驱动的地下水硝酸盐污染风险的动态评价指标与评价方法和北方旱作农田面源污染机制及负荷估算方法;提出了小型坑塘湿地水生植物净污效应与合理空间配置模式,构建了基于控制灌溉-生态缓冲-河沟渠截留-坑塘湿地处理多系统耦合的灌区面源污染逐级控制技术体系;

c)建立了灌区生态与环境需水规律及其计算方法、灌区地下水数值模拟方法及生态地下水位控制技术,提出了以地下水水位调控为核心的灌区多水源水资源合理配置理论及方法。

d)集成了我国北方平原区节水改造型灌区、南方丘陵区节水改造型灌区、城郊再生水灌区三大类型区的区域集成技术体系及综合模式。在近3年来,技术累计示范推广面积达15.94hm2,节约淡水1.21亿m3,新增纯收益2.03亿元。

本项成果已累计获发明专利授权5件,发表论文124篇(SCIEI 收录34篇)。20101126,由教育部科技发展中心组织专家对成果生态灌区建设的支撑技术体系与综合模式研究及应用进行了鉴定(鉴字[ QP2010 ] 011号)。以中国科学院刘昌明院士为主任、中国工程院李泽椿院士和国际灌排委员会主席高占义教授为副主任的专家组一致认为:成果总体上达到国际先进水平,在灌区生态与环境监测网络建立、土壤质量多重分形评估方法、基于麦饭石的污水处理工艺开发方面处于国际领先水平。该项成果已通过2011年度北京市科学技术奖初评。

    研究成果可为我国目前正在开展的大型灌区续建配套与节水改造、中型灌区骨干工程节水改造、小型农田水利工程建设等工程的建设提供技术支撑。

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