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灌区在我国农业和生活经济发展中起着重要作用,把传统型灌区建设成为生态型灌区,能更好地协调灌区的水资源配置,实现灌区农业的可持续发展,是目前灌区建设的主要方向。 本文在研究国内外灌区建设、研究演变及存在的主要问题的基础上,分析了传统灌区对生态环境的严重影响,科学界定了生态型灌区的概念,概述了生态灌区构建的基本原理。 根据生态型灌区的构建原则,本文从灌排系统水资源循环利用模式、灌区景观布局、沟渠空间形态构建、沟渠断面形式构建、沟渠防渗技术及生态化形式、沟渠生态护坡形式以及灌区调蓄塘库形态构建等方面对生态型灌区的构建模式进行了探讨。 在分析国内外生态型沟渠河道建设技术研究状况的基础上,构建符合灌区特点的生态型沟渠河道技术体系,对灌区生态型沟渠河道基本的形式、技术特点和适用条件进行了探讨,为生态型灌区的建设提供技术支持。 通过野外调查、现场观测和室内检测等手段,对不同尺度的沟渠、不同断面形式的沟渠、不同尺度的水塘系统对灌区水体富营养化的关键因子氮磷的截留效果、净化规律进行了试验研究。研究结果表明: (1) 沟渠对氮、磷元素的净化与截留效果与水生植物的种类和数量、沟渠的尺度、流速等因素有紧密的联系。其中,水生植物的种类和数量对污染物的影响最为显著,其次是沟渠的尺度和水体流速对污染物净化的影响。富集能力强的水生植物越多、流速越小、沟渠尺度越大,效果越显著。 (2) 沟渠的不同断面形式对污染物的截留与净化效果有很大的影响。挺水植物对流速有阻隔作用,对磷有吸附和截留效应。另外,磷浓度的高低与实验河流的水量呈正相关,磷浓度的沿程衰减和挺水植物的生长态势有直接的关联。 (3) 不同尺度的水塘系统对氮、磷截留效果不仅与自身的容积、生态特征有关,而且与其所处的地块特征及其汇水面积密切相关。同时,季节、水深、水生植物种类和覆盖度等因素对水塘系统对污染物的净化均有一定的影响。