本书解析了农田生态排水的概念、内涵及其架构，提出了农田生态排水指标及其确定原则与方法；研究了农田排水沟系及其氮磷阻控机制，提出了以沟渠潜流带结构重塑为核心的一体化农田生态排水沟设计理念和技术方法；建立了农田排水径流及地表水、地下水联合调控仿真模拟模型，通过模拟计算，提出并界定了不同目标的农田生态排水指标阈值，构建了从田间到骨干沟控制排水技术体系，形成了农田生态排水系统成果，为平原区旱涝渍兼治和生态健康调控提供理论依据和技术支撑。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 国内外研究现状及发展动态 3
1.2.1 农田排水指标 3
1.2.2 农田排水与生态环境 5
1.2.3 农田控制排水技术 6
1.2.4 农田生态排水沟 8
1.3 研究方法与技术路线 9
1.4 主要的科学问题与研究内容 11
1.5 支撑条件 15
1.5.1 依托的研究课题 16
1.5.2 科研平台 17
第2章 涝渍胁迫的作物和环境响应与农田生态排水 21
2.1 农田生态排水综述 21
2.1.1 水的生态功能 21
2.1.2 排水对农田生态环境的影响 25
2.1.3 农田生态排水的内涵与指标 36
2.2 农作物生长与生态环境的关系 37
2.2.1 农作物生产与环境相互作用的关系 37
2.2.2 农作物生长对环境因子的要求 42
2.2.3 农作物的水分胁迫 46
2.3 农作物的涝渍机理与响应规律 57
2.3.1 涝渍成因与机理 57
2.3.2 农作物的涝渍抗逆性 61
2.3.3 农作物的涝渍响应规律 66
2.4 农田生态排水指标与技术 80
2.4.1 土壤溶质运移规律与农田排水调度 80
2.4.2 农田生态地下水位 86
2.4.3 排水沟道生态水位 92
2.4.4 农田生态排水指标及其技术 96
2.5 小结 100
第3章 农田排水沟系及其氮磷阻控机制 102
3.1 农田排水系统组成及其功能 102
3.1.1 农田排水系统组成 102
3.1.2 农田排水方式及其功能 103
3.1.3 农田排水沟系的环境生态功能 106
3.2 农田排水沟氮磷滞留效应的水文作用机制 108
3.2.1 模型与方法 109
3.2.2 氮磷吸收速度估算 111
3.2.3 水文频率分布与氮磷滞留模拟 112
3.2.4 频率加权滞留率模拟 113
3.2.5 最有效流量与等效流量估算 114
3.2.6 讨论 114
3.3 农田排水沟芦苇氮磷阻控效应及机制 115
3.3.1 模型与方法 116
3.3.2 模型参数估值 119
3.3.3 氮磷滞留的芦苇阻控效应 121
3.3.4 主流区与暂存区滞留贡献比率 122
3.3.5 讨论 123
3.4 农田排水沟氮磷滞留的水文与生物协同作用机制 124
3.4.1 模型与方法 124
3.4.2 水动力学特征 127
3.4.3 阻控滞留贡献估算 128
3.4.4 讨论 130
3.5 农田排水沟氮素吸收动力学特征及机制 132
3.5.1 模型与方法 133
3.5.2 氨氮吸收动力学特征及模拟 135
3.5.3 硝态氮吸收动力学特征及模拟 140
3.6 农田排水沟底质磷的生物、非生物吸收机制 147
3.6.1 材料与方法 147
3.6.2 生物、非生物吸收潜力 149
3.6.3 生物、非生物吸收贡献率 151
3.6.4 讨论 152
3.7 农田生态排水沟 153
3.7.1 农田生态排水沟主要特征 153
3.7.2 农田排水沟的生态环境效应 154
3.7.3 农田生态排水沟结构类型 159
3.7.4 农田生态排水沟设计 163
3.8 小结 176
第4章 农田控制排水及其生态效应 179
4.1 农田控制排水概述 179
4.2 田间控制排水技术与装置 180
4.2.1 研究方法 180
4.2.2 定水位调控影响的水分运动与水旱缓解效应 187
4.2.3 时序动态调控影响的水分运动与水旱缓解效应 210
4.2.4 田间控制排水装置研发 221
4.3 干沟控制排水技术 223
4.3.1 试验区概况及试验布置 224
4.3.2 干沟控制排水效应 229
4.3.3 干沟控制水位方案优选 263
4.4 控制排水技术体系 267
4.4.1 控制排水工程类型及结构组成 267
4.4.2 主要技术参数 269
4.4.3 控制运用技术与管理 269
4.5 小结 271
第5章 农田生态排水仿真模拟及其指标优选 274
5.1 模拟计算区概化 274
5.2 模型构建 275
5.2.1 一维水力学模型 275
5.2.2 分布式水文模型 277
5.2.3 水量平衡方程 279
5.3 目标函数与约束 281
5.3.1 目标函数 282
5.3.2 约束条件 282
5.4 模型求解 283
5.4.1 一维水力学模型求解 283
5.4.2 分布式水文模型求解 287
5.5 模型率定与验证 288
5.5.1 基础资料与参数拟定 288
5.5.2 参数率定验证 298
5.6 农田生态排水指标及其优选 301
5.6.1 模拟方案设计 301
5.6.2 模拟结果分析 302
5.6.3 农田生态排水指标优选 317
5.7 小结 326
第6章 农田生态排水技术应用与实施效果 328
6.1 在行业发展与管理方面的应用 328
6.1.1 区域水利治理思路调整 328
6.1.2 区域生态环境改善 329
6.1.3 行业技术标准制定 330
6.1.4 区域水利相关规划、工程建设及运行管理 330
6.2 应用实例 331
6.2.1 区域性控制排水与蓄水工程规划 331
6.2.2 控制排水示范项目 343
参考文献 348
后记 353
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