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农业是用水大户,其节水的潜力也是最大的,采用高效的农田灌排技术尤为重要。沟道控制排水是农田水资源高效利用的措施之一。农田在早作物整个生育期内采用同一降渍标准进行沟道排水不利于水资源充分利用,也不利于农田面污染源的削减,从而影响地区水资源的可持续发展。针对旱作物的生长特点,采用作物地下水适宜深度分期控制能有效地解决农田雨水资源化利用与削减农田面源污染问题,对今后农田节水技术发展具有十分重要的意义。本文结合国内外关于控制排水对农田水分影响、控制排水对农田面源污染影响和控制排水设施使用既有成果的基础上,针对农业用水、农田排水的现状,主要进行了以下研究:(1)早作物在不同生育阶段因根系长度不同而形成不同的降渍地下水深度控制要求,不同生育阶段采用不同降渍标准是可行的,为此,提出了采用旱作物各生育期地下水适宜深度分期控制方法,克服了现状旱作物各生育期采用的同一降渍标准。同时,为方便实现旱作物各生育期地下水适宜深度分期控制,设计了一种控制排水的半自动闸门,并阐述了半自动闸门控制运行方式,依据旱作物各生育阶段产流量和控制水位下沟道蓄水量,推算出了半自动闸门的孔口直径公式。(2)建立了地下水适宜深度分期控制条件下的农田水文模型,模拟了地下水适宜深度分期控制条件下农田的水分运动过程,并根据模型需要确定了相关参数;根据地下水适宜深度分期控制条件下沟道湿地对氮磷的去除机理,构建了地下水适宜深度分期控制条件下沟道湿地对农田面源污染削减模型。(3)结合工程实例分析了地下水适宜深度分期控制对沟道蓄水减污的影响。以南通市如皋市城南街道现代农业园内项目区为例,根据以上的研究成果计算出项目区在丰水年、平水年、一般干旱年和特殊干旱年,控制排水比常规排水减少的灌水量分别为100%、70.54%、71.02%、57.36%,减少的总排水量分别为20.03%、14.14%、4.58%、5.96%,沟道湿地对TN的削减率在20%-35%之间,沟道湿地对TP的削减率在20%-30%之间。