水资源与水环境实习报告.doc

实习报告实习目的：为了提高同学的实践能力，将平时课本知识运用于实际生产中，掌握水资源供平衡，根据调查数据求灌溉用水量。同时通过采集水样、室内分析后评价水质状况，学会水环境质量评价报告数的撰写，提高动手能力。实习地点:南京农业大学珠江校区（江浦农场）实习时间：2008年11月10日11月13日实习内容:第一部分 江浦农场的概况1江浦农场的地理位置江浦实验农场（南京农业大学珠江校区）位于南京市浦口区江浦街道南门外，北纬3201至3203，东经11836至11838。距离浦口区政府所在地2公里。农场东面，以二支河水面中线为界，与南京市浦口区良种场相邻。农场西面，以园艺实验站西缘为界，与警备区农场相邻。农场南面，从东向西依次以农学实验站南缘、原畜牧站段长河南岸、三区10号地南埂、五区双合桥至园艺站大门口为界，与建设乡双合村相邻。距离长江北岸1000m左右，正在建设中的长江北岸滨江大道平行于珠江校区南界。农场北面，以芝麻河为界，与建设乡团结村相邻。2历史渊源1955年以前，这里是一片芦苇滩。1955年原华东农业机械化学校与江苏省农林厅联合开垦建立了江浦农场。1958年原华东农业机械化学校与南京农学院农机系合并成立了南京农学院农机分院，江浦农场归南京农学院管理。1973年，因南京农学院迁到扬州，江浦农场12000多亩土地交给江浦县管理。1982年1月，因南京农学院已搬回南京市卫岗，收回了原江浦农场一半左右的土地（6400余亩），成立了南京农学院江浦实验农场。另一半土地由江浦县良种场管理。1984年，南京农学院改名为南京农业大学，江浦实验农场随之改名为南京农业大学江浦实验农场。2002年12月，由于学校教育事业发展的需要，在江浦实验农场的地理位置上增设了南京农业大学珠江校区，成为南京农业大学继卫岗校区、浦口校区之后的在南京的第三个校区。珠江校区土地面积7200余亩（其中已办理土地使用证的6800亩，未办理土地证的约400亩）。3气候特点根据地理位置，浦口区属亚热带季风气候区，四季分明，年度最佳季节为秋季（911月）。雨量在年际、季节之间差异较大，丰枯明显，降雨量分布不均。据多年的资料统计，全区多年平均降雨量为11022毫米，丰水年高达17783毫米（1991年），枯水年仅有465毫米（1978年），汛期（5月9月）平均降雨量为712l毫米，汛期最大降雨量13245毫米（1991年），最小降雨量2488毫米（1978年），最大日降雨量3019毫米（2003年7月5日）。本地多年平均径流量约262亿立方。4功能现状江浦农场目前的功能分为两大块。一块是教学实习实验基地，另一块是农业高新技术示范基地（实验农场）。教学实习实验基地用地约1600亩，包括农学实验站、环境工程实验站、生科实验站、畜牧实验站、公共服务站、园艺实验站。实验农场用地约4000亩，包括农业服务站、农机服务站等。第二部分 水资源部分江浦农场农业灌溉用水供需分析农业水资源包括降雨、地表水、地下水、土壤水以及其他形式的水。而在众多的水资源中，大气降水是农业水分供应的主要来源。降水量与自然水体贮水量的多少，决定了一个地区的农业类型：灌溉农业、雨养农业等。一个地区的总降水量、降水的季节分布和年际变化、空气湿度和土壤水分供应等，均是限制农业生产力的重要因素。热量条件相同的地区，往往由于水分条件的差异和作物需水程度的不同，导致各地农作物的种植制度、种类与品种，以及耕作制度的不同，从而影响作物产量。因此，在现有条件下，进行水资源供需平衡分析，分析江浦农场水资源供需现状，对指导农业生产有着重要的意义。1 农业灌溉用水需求预测1.1 农业灌溉面积的确定 由于江浦农场的主要农业用地集中在农学实验站(1000亩)和园艺实验站（300亩），这里我主要分析农学实验站的1000亩农业用地的农业灌溉用水需求。其种植的主要农作物及占地面积见表1:表1 农学实验站主要农作物及其种植面积 （单位：亩）作物小麦大豆油菜棉花水稻种植面积300300200801201.2 农业灌溉定额的确定 灌溉定额是作物全生育期内各次灌水定额之和。而灌水定额是指单位面积上一次灌水的灌水量。作物灌溉定额随作物种类、品种、自然条件及农业技术措施的不同而变化。在确定灌溉定额时，必须从当地、多年的具体情况出发。经过大量的查阅及参考，各种农作物的灌溉定额分配如表2：表2 江苏省主要农作物净灌溉定额 （单位：m3/亩）作物水稻冬小麦油菜棉花大豆备注需水量25050307545中等干旱年注 摘自：钱正英、张光斗 中国可持续发展水资源战略研究综合报告及各专题报告第110页另外，由相关资料查得目前我国灌溉水利用系数平均约为0.45。根据灌溉面积、灌溉定额和灌溉水利用系数，用公式W额=ij mij/i（其中，W额为某一水平年总灌溉需水量；ij为某一分区某一水平年某种作物的灌溉面积；mij为某一分区某一水平年某中作物的灌溉定额；i为分区灌溉水利用系数。） 经计算可得到农业灌溉需水总量约为1.5105 m3（准确计算得147500 m3）2 农业水资源供水预测农业水资源指自然界水源中得降雨、地表水、地下水、土壤水和再生水。从农业用水来看，降雨是农业水资源最基础的组成部分。农业生产的农艺和设施必须服从降雨的水文状况。因此，在这里，农业水资源的供给状况，我们主要考虑天然降雨量。根据南京地区近20年的年降雨资料，作出南京地区年降雨量的经验频率曲线（江浦农场）图1:（本页不够可自行照此格式添加，填写时请删除本行）图1 江浦农产年降雨量经验频率曲线R2=09162根据频率曲线，当P75时（中等干旱年），得出年降雨量为875.1 mm，即可得到可供水量为5.8105 m3。3 农业水资源供需分析从以上所算得的水资源需求量和水资源供给量的值比较和分析可以得出，江浦农场的水资源相当丰富，仅降雨就可以满足农业用水需求，还有余水。但是，我们不能仅凭两个数值的大小就说江浦地区的农业用水是大大的满足了的。我们还要考虑降雨的特点和作物类型以及不同生育期对水的利用的特性。首先，对于降雨，并不是所有降雨都被农业生产所利用，这里涉及一个有效降雨的问题。所谓有效降雨，联合国粮农组织把年（或季）降水量中可在地点不需提水，可就地直接或间接用于作物生长的那部分水定义为年（或季）有效降雨量。它包括有利与播种前或者播种后田间作业而无害于农作物生产（产量、质量）的雨量。降雨中除了有效降雨被作物利用外，其余均以地面径流或者渗透到土壤深层以及收割后残留于土壤中为下季作物用不上的部分流失掉。因此，农业用水必须建立在与有效降雨量密切结合的基础上。另外，这里的降雨量仅仅反映的是全年雨水的多少，而不能反映降雨在时间、雨强及雨量的变化规律。其次，对于作物来说，不同作物的需水量不同，同一作物不同生育阶段的需水量也不同。这就要求我们在综合分析农业水资源供需平衡的基础上，针对不同季节、某一特定作物在不同生育期进行单独分析，下面我以冬小麦为例进行详尽阐述:3.1 冬小麦的需水规律总的来说，冬小麦不同生育阶段的需水量，从播种到越冬缓慢下降，返青后开始增加，拔节到抽穗需水量增加最为迅速，在抽穗期需水量达到最高，然后又下降直到成熟。其中在冬小麦孕穗到抽穗期为期需水临界期，即对水分最为敏感，是水分缺乏或过多对产量影响最大的时期。（1）播种至出苗阶段（10月下旬11月上中旬）：此阶段小麦的需水总量很少，需水5080左右，但是土壤墒情直接影响到出苗，是实现小麦高产的关键时期。氮土壤水分不足时，种子就不能萌发或萌动后不能扎根出苗而变成干芽，造成确苗断垄；而如果水分过多，加之麦田土壤粘重，常常会造成烂耕烂种，僵苗不发，造成苗期湿害。（2）越冬返青阶段（11月下旬3月上旬）：此时小麦进入越冬期，气温低，小麦植树生长缓慢，无论叶面蒸腾还是棵间蒸发均较小，因而需水量相对来说也较小。但是越冬期干旱将影响麦苗素质，形成弱苗。（3）返青拔节阶段（3月上旬4月上旬）：返青后气温回升，麦苗叶片、分蘖、根系恢复正常生长，进入营养生长和生殖生长并进的时期。此阶段麦苗需水量开始上升，大约在7090左右。若此阶段缺水不仅使冬前的弱苗得不到转化，冬前的壮苗也会因为缺水而转化成弱苗，但是如果根系密集层的土壤水分过饱和，则会导致根系缺氧而造成湿害。（4）拔节抽穗阶段（4月中旬5月上旬）：拔节抽穗期使小麦一生中生长发育最旺盛的时期，同时标志着小麦植株由营养生长为主，转向以生殖生长为主的时期。此时，气温上升快，蒸发强烈，小麦对水分和养分的消耗量非常大，其需水量达到80100左右。此时期小麦既需水又怕涝，如果水分供应不足，将会降低分蘖成穗率，使得小麦大大减产。如果水分过多，小麦根系活动会减弱，吸肥吸水能力下降，同样会造成减产。（5）抽穗成熟阶段（5月中旬5月底）：小麦抽穗后即完全转入生殖生长的时期，尤其是灌浆期，它是小麦一生中日需水量最大的时期，其日需水量达到3.65 m3/亩，此时水分不足会影响光合产物的积累和正常转运，对粒重影响较大。但是水分过多（尤其是灌浆期），湿害会造成根系早衰，严重时会腐烂发黑。植物光合作用下降，造成减产。冬小麦总的需水情况如表3：表3 冬小麦需水情况表生育期播种越冬越冬返青返青拔节拔节抽穗抽穗成熟阶段需水量（mm）50803050709080100801303.2 江浦农场冬小麦生育期降水情况 根据南京多年的气象资料，从从多年平均降水量年内分布来看（图2）, 小麦播种前9月下旬至10月上旬降水量为6570，10月中旬到12月中旬小麦播种至越冬期图2 江浦农场冬小麦生育期多年平均降雨量变化图2月份65431211110，降水量为2070，完全可以满足播种底墒和出苗、分蘖的需求。12月下旬至来年3月上旬，小麦越冬至返青期，降水量为2090，3月中旬至5月上旬小麦拔节至抽穗期，该地区降雨量为90110，能满足小麦此时期正常生育的降水需求。5月中旬至6月初小麦抽穗到成熟期，降雨量可高达200，水分十分充足。（本页不够可自行照此格式添加，填写时请删除本行）江浦农场的降雨量的时间分布与冬小麦的生育期基本是雨热同期，完全可以满足冬小麦的需水要求。但是，江浦农场冬小麦全生育期平均总降雨量达600以上，有些年份可多达700以上，且多集中在小麦播种期间和拔节至成熟阶段，大大超过了小麦一生的总需水量。加之江浦农场地势低洼，地下水丰富，使得小麦苗期常有渍害，拔节至成熟阶段又正值梅雨季节，会使小麦遭遇不同程度的湿害。而这两个阶段对于小麦的产量有着非常大的影响。苗期遇到渍害，会使得小麦僵苗不发，根系伸展受阻，分蘖力很弱；而在拔节至成熟期遇到湿害，会使小麦根系活动减弱，影响其对水分和养分的吸收从而使得光合作用减弱，小麦大大减产。因此，在这两个阶段，我们要注意到麦田的排水，可以采用厢沟、腰沟、围沟配套的排水方式和暗沟、鼠洞和暗管等地下排水方式。这些排水措施的目的都在于保持土壤含水量，创造良好的土壤水分条件，实现小麦的优质高产。总体来说，江浦农场的水资源较为丰富，但是分布并不均匀，由南京地区近20年来降雨量可以看出，降雨多集中在5-8月份，在这阶段，要注重排涝防洪；其它月份降雨较少，因而，在其它降雨较少的月份应当对农作物进行灌溉。此外，作物不同生长阶段的需水量并不相同，实际生产中，应当针对作物的不同生长阶段，提供相应的灌排措施。4 江浦农场水利设施评价江浦农场排灌系统由十里长河及四条条支河组成，长河近邻实验基地并贯穿农场生产用地，全长约米，与四条支河直接连接各作业区，并通过涵闸沟通芝麻河，构成珠江校区排灌系统，承担珠江校区及相邻周边地区汛期排涝及农业生产灌溉任务。下面给予各个排灌系统的具体介绍：(1) 电灌站江浦农场的灌溉用水一般都来自于长江（城南河），由于其自身并没有常年自流排灌的条件，因而需要机电排灌站进行提排、提灌，电灌站就起到了这样一个作用。它有十二台抽水泵，功率为50千瓦，利用虹吸及倒虹吸实现排水和灌水的功能。当雨量过多时，水泵将管道里抽倒真空然后利用虹吸将农田中排出的水分转运至长江，起到防洪的作用；雨量过低时，水泵则是利用倒虹吸就从长江抽调水分以灌溉农田。(2)农学实验站农学院的渠道有明渠和暗渠两种。明渠和暗渠各有利弊，明渠能够方便人为维修、检查，利于管理。两者结合起来使用，从而取长补短，提高灌溉效率。另外，各条渠道的接口处查等，但是不利于农业机械化；暗渠因为管道都在地下，方便农业机械化生产，但是，不都设有窨井，它相当于一个分水闸。而在实验站靠近外河的机房内有2台水泵，它们控制着实验站的进出水。当降雨量大，水分过多需要排水时，将灌水水闸关闭，排水水闸打开，通过水泵将多余的水拍到外河；当降雨不足需要灌水时，则将排水闸关闭，灌水闸打开，同样通过机房里水泵的工作将水从外河引进实验站。（3)园艺实验站园艺实验站的排灌系统采用的是沟路渠的模式。这种布置模式，将灌排合理结合，提高了工程效率。另外，为减少渠道渗漏损失，提高渠系水利利用系数，园艺实验站的排灌渠道均采用了砌石防渗、水泥衬砌防渗，大大减少了水分在管道运输过程中由于渗入土壤造成水分浪费及地下水位的上升的问题。江浦农场的水利设施总的来说还是比较完备。但是，由于江浦农场地势低洼，靠近长江，土壤为砂性土，渗透水的能力特别强等种种原因。江浦农场的水利设施还是存在一些问题的，例如：在6月中旬7月初为梅雨季节时，阴雨连绵，水分有时很难顺利排完；电灌站设备老化，不能满足现有需求；长河及支河由于使用时间长而长期得不到有效的清淤和疏通，因泥沙淤积造成大部分河段实际水深仅有米，最深处不足米，再加上杂草丛生，严重影响汛期排涝及枯水期灌等等。参考书目及文献1.土壤与水资源学基础 杨培岭主编 中国水利水电出版社2.农田灌溉 范逢源、王文元主编 科学出版社3.中国可持续发展水资源战略研究综合报告及各专题报告 钱正英、张光斗主编 中国水利水电出版4.中国农业需水与节水高效农业建设 石玉林、卢良恕主编 中国水利水电出版社5.江苏麦作科学 江苏省农学会 江苏科学技术出版社6.冬小麦生产气象保障概论 史定珊、毛留喜主编 气象出版社第三部分 水环境部分水环境质量评价报告书（一）总论1江浦农场水环境影响评价的由来根据必修水资源与水环境课外实习课程的要求，对南京农业大学江浦实验农场地表灌排水水质进行实地调查采样，室内分析，并给出评价区域水环境质量的评价。2编制报告书的目的对评价范围内（江浦农场）的自然环境、社会经济环境及地面水环境质量进行调查和了解，根据其农业生产模式以及发展趋势，预测分析农场的发展对于自然生态环境尤其是水环境的影响程度与范围，找出污染物，为有关部门制定关于水环境保护或者污染治理提高基础数据，并且提出技术上合理、经济上可行的环境保护对策。将生产经营对环境造成的危害降低到最小限度，使得经济与环境达到可持续发展。3编制的依据a.法律依据：（1） 中华人民共和国环境保护（2） 中华人民共和国水法（3） 中华人民共和国水污染防治法（4） 建设项目环境保护管理办法b.技术依据：（1） 农田灌溉水质标准选配分析方法（2） 资源与环境分析试验指导（3） 土壤农化分析4 评价标准和范围评价的标准采用地表水环境质量标准（GB 38382002）和农田灌溉水质标准（GB 508492）。评价的范围是江浦农场的灌溉水系，即评价以十里长河为中心，及与其交叉四条支河（二支河、三支河、四支河、五支河）的交汇点进行评价。（二）江浦农场的概况江浦农场的概况及气候见第一部分（三）江浦农场环境现状调查1自然环境调查（1） 江浦农场的地形、地貌概况南京市平原主要有河谷平原、滨湖平原，沿江洲地及江心洲3种类型。而江浦农场属于其中的沿江洲地。另外，江浦县境内分布着东北西南向的 老山 山脉；其地貌则属于古长江冲积物堆成的下蜀黄土岗地。（2）江浦农场的水文及水文地质情况。 江浦农场靠近长江，以与长江相连的城南河作为灌溉引用水源，而在湿润年份，区域内多余水资源排放到城南河中最终流入长江。区域内建有人工河十里长河（全长约5 Km），以及与其教会的四条之河，分别为二支河（全长1281 m），三支河（全长1430 m），三区中心河（860 m），四支河（1080 m）和五支河（650 m）。2社会环境调查（1） 江浦农场的行政区划江浦试验农场目前的功能分为两大块，一块是教学实习实验基地，另一块是农业高新技术示范基地（实验农场）。教学实习实验基地用地约1600亩，建有农学试验站、畜牧试验站、园艺试验站、环境工程实习基地、食用菌教学实习基地及公共服务站等教学科研实验机构。实验农场用地约4000亩，主要种植粮食作物及油料作物，包括农业服务站、农机服务站等。（2 ）江浦农场的人口数量南京农业大学江浦实验农场现有总人数366人，其中已退休老职工213人，退养12人，离休干部2人，在职工人139人。3 地面水环境质量现状调查（1） 采样点的确定第一点，十里长河的起点（电灌站）；第二点，十里长河与三支河的交点处；第三点，十里长河与五支河的交点；第四点和第五点分别在十里长河与四支河的交点和四支河的尾端。这样布置可以把进入农场、流出农场，以及不同作物区域的水体质量状况进行初步了解评价。（2） 采样的原则.针对性。这次主要考察农田灌溉用水水质状况，所以要充分考虑本河段(地区)取水口、各采水点的附近作物类型、水文及河道地形、支流汇入及水工程情况、其它影响水质及其均匀程度的因素等；采样点不选取畜牧养殖厂附近。.代表性。力求以较少的监测断面和测点获取最具代表性的样品，全面、真实、客观地反映该区域水环境质量及污染物的时空分布状况与特征。避开死水及回水区，选择河段顺直、河岸稳定、水流平缓、无急流湍滩且交通方便处。 .安全性。由于设备比较简陋，同学们徒手取水应注意安全。（3） 采样时的注意事项.水质采样应在自然水流状态下进行，不应扰动水流与底部沉积物，以保证样品代表性。.水样采集量视监测项目及采用的分析方法所需水样量及备用量而定。.容器在装入水样前，应先用该采样点水样冲洗三次。装入水样后，应按要求加入相应的保存剂后摇匀（由于第二天就要进行水质测定，所以这一步就省略了），并及时填写水样标签，标签上表明采样点，采集人，时间。.安排专门人员进行水体周围环境的记录。（4）室内分析（氮、磷的测定）a分析的方法氨氮的分析方法：根据农田灌溉水质标准选配分析方法，选用测定凯氏氮（有机氮与无机氮之和），但由于时间不够，没有经蒸馏这一步，而是直接用钠氏比色法进行测定氨氮。其方法原理是杂碱性溶液中，水样中的氨离子与钠氏试剂(酒石酸钾钠)生成碘化氨基氧化物产生黄色络合物，然后在430nm的波长下比色从而测定氨氮的含量。磷的分析方法：根据农田灌溉水质标准选配分析方法，选用测定总磷，用钼蓝比色法测定。其原理是水样中道德磷酸根与钼酸形成可溶性的黄色磷钼酸络合物，此络合物在酸性介质中可被氧化亚锡还原成磷钼蓝色，然后在660nm波长下比色从而测得水样中的磷的含量。b数据处理与分析根据测得的吸光值，由标准曲线求得氮（磷）的微克数，再由公式：氮（磷）含量 A103 A 值为对应的曲线方程算出的浓度值； 水样ml数水样毫升数在本实验中为40ml；10-3和1000均为数据单位转换；（表1）氮磷含量测定的数据记录表地点项目电灌站三支河五支河四支河中段四支河尾段平均N的吸光度0.0900.0840.0430.0330.165N的浓度(mg/L)0.01870.01680.00890.00700.03240.0168P的吸光度0.0160.0280.0050.0090.121P的浓度（mg/L)0.0016760.0028590.0005910.0009860.0126180.003746（四）水质质量评价评价因子的选择由于农场水资源多是用来灌溉作物的，而且农田排水也会进入水体中。然而作物利用N、P的效率很低，一部分N、P流失，造成水体中水生植物增多，从而影响河水的质量。所以，我们选取N、P的含量来作为评价因子。参考农田灌溉水水质量标准（见表3）和地面水环境质量标准（GB383888）评价农场水质状况以及是否适合作物生长。1以农田灌溉水质标准（GB508492）（表2）用Cx表示污染物的实测浓度，五个采样点CN均小于12mg/L ,CP均小于5.0mg/L，对照农田灌溉水质标准（GB508492）可以清楚看出农场的灌溉用水是合格的，无论是水作、旱作还是蔬菜，都能满足它们对水质的需求。表2农田灌溉水质标准（GB508492） （部分） 单位：mg/L序号作物分类标准值项目水作旱作蔬菜1生化需氧量(BOD5)80150802悬浮物1502001003氨氮1230304总磷(以P计)510105pH值5.58.56石油类51012. 以地面水环境质量标准（GB383888）由于地面水环境的评价方法有很多中，如算术平均法、加权平均法、几何平均法等，但这里我们主要用算术平均法来分析：算术均值法：Pi=, i=1,2,，n式中：Pi水质指数；Ci第i种污染物的实测浓度；Si第i种污染物的环境质量评价标准n参加评价的污染物的个数将采样所得数据和水质评价标准列于表3中：表3 检测数据及评价标准监测项目地点氨氮mg/L总磷mg/L各采样点P1实测值电灌站0.01870.0016760.00677三支河0.01680.0028590.007774五支河0.00890.0005910.002964四支河中段0.00700.0009860.002983四支河尾段0.03240.0126180.165825评价标准 2 0.4查表4，可知各采样点水质的P1均0.2，水质尚未污染。表4 地面水环境质量分级标准P1级别分级依据2.0严重污染相当一部分检出值超过标准数倍或几倍（五） 结论与建议由测定的结果可以得到，江浦农场的