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本研究以河北省保定市府河水农灌区望亭乡为主要研究区域,首先通过问卷调查对研究区农业概况以及当地的府河水农灌面积、当地灌溉制度、平均灌溉用水量等府河流域农灌的基本信息进行调查与分析,同时搜集和监测了6年来府河望亭断面水质数据,明确其是否符合我国最新的农田灌溉水标准并测定了府河水中氮、磷含量。根据当地灌溉制度以及府河水中氮、磷含量核算随府河水农灌进入农田的氮磷数量,进而以尿素、磷酸二铵分别为氮素和磷素的主要肥料,计算府河水农灌节约的氮、磷化肥用量。根据各种化肥的生产工艺,结合前期核算出节约的化肥用量,估算生产这些化肥的能源消耗及其污染物的排放量,最终,分析和明确府河水农灌的可行性及其节约能源和减少CO2和SO2的排放潜力。 (1)府河水农灌的现状调查与可行性分析 对位于河北省保定市清苑县府河流域的9个村庄农户及其农田,通过问卷调查的方法,对当地的灌溉面积、灌溉制度以及年平均灌溉用水量进行了调查与分析,同时综合分析了农户对府河水农灌、土壤污染的认识程度。调查结果显示:府河流域仍有27.2%的农田灌溉水源主要是府河水,所调查的村庄中至今仍使用府河水灌溉的有仙人桥村和小望亭村。同时,农户对府河水灌溉与土壤-农作物的关系认知程度较低。此外,经过定期检测府河望亭断面水质指标,其能够达到最新版《农田灌溉水质标准》中的要求,说明府河水农灌具有可行性。 (2)府河水农灌进入农田土壤的氮磷数量估算 搜集和实地取样监测了2009年~2014年府河望亭断面水中氮、磷的浓度。结合前期调查中保定府河流域望亭地区灌溉区域面积、当地灌溉制度,平均灌溉用水量以及多年来该断面府河废水中氮、磷的浓度,核算了随府河水农灌进入农田的氮磷数量。结果显示:2009年~2014年,望亭地区府河水中氨氮(以氮计)浓度为:11.5 mg/L~29.9 mg/L,府河水中磷的浓度为0.646 mg/L~2.02 mg/L。根据分析测定的氮磷浓度,对全年灌溉农田土壤获得的氮磷量进行计算可知,2009年~2014年每年通过府河水农灌进入农田土壤的总磷量为4.8 t~14.9 t;每年通过府河水农灌获得的总氮量为85.1t~221.2t。2009年~2014年府河水农灌平均每年节约化肥磷量(P2O5)、氮(N)量分别为22.2 t和147.9 t。这为后期对府河水农灌的节约能源和减少CO2和SO2排放的潜力分析,提供数据支持。 (3)府河水农灌对节能减排的潜力分析 通过府河水农灌进入农田的氮磷数量,根据当地的施肥方式,以尿素(N肥)和磷酸二铵(P肥)为主要肥料,核算府河水农灌可节约的化肥用量;根据尿素和磷酸二铵的生产工艺,核算出单位生产尿素和磷酸二铵所消耗的资源及排放污染物数量,结合核算出的府河水农灌节约的化肥用量,最终核算出府河水农灌对节能减排的潜力。结果显示:2009年~2014年府河水农灌平均每年可节约的化肥尿素和磷酸二铵用量分别为302.6 t和48.2 t;2009年~2014年府河水农灌平均每年节省煤和硫磺的用量分别为429.0 t和19.1 t;府河水农灌节平均每年减少的CO2和SO2排放量分别为1295.7t和38.2 t,这说明府河水农灌对环境的保护与净化有着重大意义。保定望亭地区采用府河水农灌可以有效的减少当地化肥用量,从而减少生产化肥而造成的环境污染。这为有效地治理环境污染,农业可循环利用的开展,奠定了坚实的基础。