农田-第6章.

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1、 第六章 排水系统规划设计 排水系统：排除地面水和地下水的各级排水沟道及建筑 物。 类型：明沟系统、暗管系统及竖井与明沟结合系统。 明沟系统：田间排水网、输水沟系、沟道上的建筑物和 容泄区。 暗管排水系统：排水管、集水支管、给水干管及附属设 施。附属设施：节制闸、出水口、集水井、沉砂井、通气井 、地面进水口。 竖井与明沟结合系统：在排水区中布置成不同形式的群 井系统，从井中抽取地下水通过浅明沟输送到容泄区。 第一节 排水系统规划 一、农田对排水的要求 任务：排除农田中过多的地面水和地下水，控制地下水位， 为作物生长创造良好环境。 （一）农田对除涝排水的要求 排除因暴雨产生的田面积水，减少淹水时

2、间和淹水深度 作物耐涝能力：不受明显影响的前提下，能忍受地面淹 水的深度和时间。见表6-1. （二）农田对防渍排水的要求 作物耐渍能力：作物忍受过多土壤水分的能力。耐渍指 标：土壤充气空隙率。 防渍的临界深度：作物的容根层与毛管水饱和区之和。 地下水以上月3050cm为毛管水饱和区，作物容根层在这个 区域以上。见表6-3.6-4. （三）防止土壤盐碱化和改良盐碱土对农田排水的要求 影响土壤积盐和脱盐的主要因素：蒸发和入渗。表层土 壤水分蒸发取决于气候、地形地貌、土质、地下水埋深。入 渗量取决于地下水埋深。 地下水的临界深度：土壤不产生盐碱化和作物不受盐害 是的地下水埋深了；见表6-5. （四）

3、农业耕作条件对农田排水的要求 农田土壤根系吸水层内含水率在田间持水量的60%70% 。一般质地的土壤要求最小地下水埋深0.7m，满足履带式拖 拉机下田要求的最小地下水埋深0.40.5m，满足轮式拖拉 机下田要求的最小地下水埋深0.50.6m。 二、排水系统的设置 （一）排水方式 1.汛期排水和日常排水 2.自流排水和抽水排水 3.水平排水和垂直排水 4.地面截流沟、地下截流沟排水 （二）排水沟道的布置要求 1.安全排水、及时排水，降低费用 2.协调布置 3.在控制范围最低处，高水高排、低水低排、就近排水，自 排为主，抽排为辅。 4.灌排分开 5.干沟出口在容泄区水位较低、河床稳定的地方，干沟布

4、置 尽量利用天然河沟。 6.支沟与干沟及干沟与容泄区衔接处，以锐角（3560度） 联接。 7.有外水浸入，设截流沟。 8.水旱间设截渗排水沟 9.干支沟弯道半径同灌溉渠道 （三）田间排水系统的布置、 1.田间明沟排水系统 若地下水埋深较大，无控制地下水和防渍要求时，或有 控制地下水任务，但因土质较轻，要求排水沟间距在200 300m以上时，排水农沟可肩负排除地面水和控制地下水位的 作用。见图6-1.农田内部排水沟：排除地面水，田间灌排渠 系全部或部分可以灌排两用。 若土质粘重的易旱易涝区，因土壤的渗透系数低，控 制地下水要求的排水沟间距较小。排水农沟以下设12级田 间排水沟。挡油控制地下水任务

5、时，末级排水沟间距100 150m，农沟下加设毛沟，见图6-2（a），毛沟深1.01.2m ，农沟深1.21.5m以上。若末级排水沟间距3050m以下， 见图6-2（b），农沟下设毛沟、小沟。 排水农沟纵坡取决地形坡度，0.0040.006，最大不超 过0.01. 2.田间暗沟排水系统 图6-3：一级排水管 图6-4：两级排水管 三、农田排水设计标准 对一定重现期的暴雨或一定量的灌溉渗水，渠道退水 ，在一定时间内排除涝水或将地下水位降低到适宜的深度， 保证农作物正常生长。 1（一）除涝标准 表达方式： 1.以消除一定频率的涝灾为设计标准。 以排除一定重现期的暴雨所产生的径流为除涝工程的设 计标

6、准，如5年一遇：除涝工程能安全及时排除5年一遇暴雨 所产生的径流。 2.以历史上产生涝灾比较重的某年实际发生的暴雨为除涝设 计标准 如北京日雨量200mm 三、农田排水设计标准 对一定重现期的暴雨或一定量的灌溉渗水，渠道退水 ，在一定时间内排除涝水或将地下水位降低到适宜的深度， 保证农作物正常生长。 1（一）除涝标准 表达方式： 1.以消除一定频率的涝灾为设计标准。 以排除一定重现期的暴雨所产生的径流为除涝工程的设 计标准，如5年一遇：除涝工程能安全及时排除5年一遇暴雨 所产生的径流。 2.以历史上产生涝灾比较重的某年实际发生的暴雨为除涝设 计标准 如北京日雨量200mm 表6-6 （二）防渍

7、标准 农作物的耐渍深度：为了满足农作物正常生长所要求控 制的地下水适宜埋深。 防渍标准：在降雨成渍地区，将地下水位在一定时间内 下降到耐渍深度以至排渍设计深度；在灌水成渍的旱作区， 采用灌水后一日内将齐地面的地下水位降低0.2m。 旱田作物耐渍深度最小值：0.5m。旱田作物排渍设计深 度：1.01.5m；水稻田：0.40.6m。 排渍设计深度;作物生长旺盛阶段的适宜地下水埋深。 表6-7. （三）防治盐碱化的排水标准 在返盐季节前将地下水位控制在临界深度以下。表6-5. （四）容泄区的设计水位标准 1.排水区暴雨与承泄河道洪水相遇的可能性较大时，排水区 设计暴雨同频率的外河洪水位为容泄区的设计

8、水位。 2.排水区暴雨与承泄河道洪水相遇的可能性较小时，涝期排 涝天数（35天）平均高水位的多年均值，为容泄区的设计 水位。 容泄区：承纳和宣泄排水系统来水的处所如河流、湖泊 、海洋等水域。 容泄区基本条件：足够的容量和泄水能力，及时排洪或 容纳排水系统的泄水，不致给下游造成灾害，使排水系统不 产生雍水，洪水时不倒淹灌排水区；岸坡稳固，主流稳定。 容泄区的整治： 1.疏浚河道 2.退堤扩宽 3.裁弯取直整治河流 4.治理湖泊 5.开挖减流河道 6.消除河道阻障 第二节 田间排水系统规划 一、田间排水系统的作用 作用：尽快排除田间积水，减少入渗并对地下水位进行 调控。 明沟排水系统中，农沟是末级

9、固定沟道，汇集地面水， 降低地下水位。大气降水垂直入渗是地下水最主要补给来源 ，地下水获得降水入渗补给水位抬高，旱季少雨，水位下降 。 降雨入渗的水分，降蓄存在地下水位以上土层的水量外 ，其余部分透过土层补给地下水，当降雨入渗补给地下水的 水量大于地下水的排泄量，地下水位上升，反之下降。见图 6-5. 如图6-6靠近排水沟外，地下水位接近沟中水位，距沟 愈远，其排水沟对地下水位的控制作用愈弱，两沟中间一点 形成地下水最高点。 田间排水沟在降雨过程中可以减少地下水位的上升，雨 停后加速地下水的排除和地下水位的回落，可控制地下水位 。 二、除涝田间排水系统 多余的地面水除利用田间沟网排除，可利用田

10、块上的沟 、畦、格田拦蓄一部分水，但能力有限，这种限度可称为大 田蓄水能力。 降雨时，大田蓄水一部分储存在地下水面以上的土层中 ，另一部分补充地下水。 当降雨径流形成的积水，超过允许的作物耐淹深度和持 续时间或入渗土壤中的水量超过大田蓄水能力时，必须修建 排水系统，将涝水及时排出田块。 (一)田面降雨径流过程 旱田在降雨中，若强度超过土壤的入渗强度，田面产生 水层，水层将沿一定坡降的田面向下流动。田块首端水层厚 度小，而距离田块首端愈远，水层厚度愈大。 排水沟间距愈小，淹水历时愈短。排水沟对地面水层的 调节作用见图6-7.增开中间的田间排水沟，减少田块尾端水 层深度，缩短排水时间。 （二）田间

11、排水沟间距 北方除涝排水沟农沟间距：100400m，毛沟间距30 50m，南方末级排水沟间距100200m沟深不超过0.81m。 三、控制地下水位的田间排水系统 （一）排水沟间距的计算公式 1.不透水层位于有限深时 同一沟深，排水沟间距愈小，地下水下降速度愈快，一 定时间内地下水的下降值愈大；同一排水沟间距，沟深愈大 地下水下降速度愈快。 雨季长期降雨，由降雨入渗补给地下水的水量若与排水 沟出水量相等，则该时地下水位稳定，此时地下水位不随时 间而变。排水沟间距按恒定流公式计算。 设排水沟为完整沟（沟底切穿整个透水层），间距为L, 图6-10，设两排水沟中间点x=L/2处地下水位上升值为hc，

12、则恒定流条件下地下排水沟间距： 实际中田间排水沟深度多在22.5m以下，透水层厚度 常大于沟深，为非完整沟。 例6-1 雨季长期降雨，降雨时地下水位与沟中水位齐平，降雨 入渗补给地下水的水量大于排水沟排出的水量时，地下水位 不断上升，雨停以后地下水位开始回降，下降水位随时间而 变，为非恒定流，排水沟间距： 例6-2 2.不透水层位于无限深时 当地下水不透水层埋藏极深（HL)时,流向排水沟 的地下水为非渐变流，除水平流速外还有垂直流速，排 水沟间地段地下水流线如图6-14，恒定流下间距为： （二）防渍排水 先确定排水农沟深度，再确定相应的间距。深度： 排水农沟间距参考表6-8、6-9. 水田排水

13、农沟深度一般为0.81.5m，旱作地区沟深1.5 2.0m，沟间距为60100200m不等。 （三)防渍排水 灌区土壤次生盐碱化原因：灌水量过多，排水量不足， 地下水动态的平衡遭到破坏，造成地下水位的抬高而引起。 预防灌区次生盐碱化，要控制地下水位。土壤盐碱化程 度不同，改良措施不同，可冲洗，也可种稻或放淤改良盐碱 化。沟深与间距参考表6-10，6-11. 第四节 排水暗沟（管） 一、种类和规格 1.瓦管 圆形或方形。暗管一端为出口，与排水沟相连，一端靠 近灌渠，相距56m以防渠水通过暗沟流失，管端封闭，防 止淤塞。或采用半暗管，在土暗沟上覆以脊瓦，如图6-21（ b）。 2.灰土暗管 内径为

14、0.08m的马蹄形管，顶部设有透水孔眼，石灰和 粘土比例2：8或3：7. 3.土暗沟 稻田收割后土层较湿润时，用大锹沿耕作方向按间距4 8m开挖8寸宽，8寸深的土沟，出土成垡，沟底铲平后，在 土沟中见挖条深沟，开成后上盖8寸宽的稻草硬土，复以碎 土，轻轻夯实后填平。图6-21（d）。 4.鼠道 用机引鼠道犁在田面以下一定深度打出象鼠穴一样的孔 洞，排水，断面为圆形或椭圆形，孔径78cm间距45m， 鼠道出口通到排水沟内。 5.塑料管 光壁管和波纹管，由聚氯乙烯做成。 光壁管外径40160mm，厚0.83.2mm，节长6m以下。 波纹管外径40200mm，厚0.41.1mm，节长20200m ，间距610mm.管壁穿孔，孔径24mm. 二、地下排水系统布置 明暗结合和全暗两种排水系统。 明暗结合中，有单级暗管排水系统（田间吸水管为暗管 ，各管有各自出水口，水排入明沟），多级暗管排水系统（ 田间吸水管排入集水管，集水管将水排入更高一级集水管或 明沟内)。 三、埋深和间距的确定 表6-17表6-20.