第六章 田间排水2

1、农农 田田 水水 利利 学学水利科学与工程学院水利科学与工程学院徐英徐英第四节第四节 田间排水沟规划与设计田间排水沟规划与设计第六章 明沟排水系统 组成组成：农、毛、腰（横）沟、围沟等：农、毛、腰（横）沟、围沟等 优点：优点：适应性强，可同时排除地面水和适应性强，可同时排除地面水和地下水、土壤水，排水效果好，开挖简地下水、土壤水，排水效果好，开挖简单，工程投资省单，工程投资省 缺点：缺点：占地多，易坍塌，易淤积，易冲占地多，易坍塌，易淤积，易冲刷，交叉建筑物多，耕作不便，维修养刷，交叉建筑物多，耕作不便，维修养护费工。护费工。一、田间明沟排水系统的组成和优缺点一、田间明沟排水系统的组成和优缺点

2、 灌排两用布置形式：灌排两用布置形式： 地下水位埋深较大的易旱、易涝地区地下水位埋深较大的易旱、易涝地区 土质较轻，要求的末级固定排水沟间距土质较轻，要求的末级固定排水沟间距较大的易旱、易涝、易渍地区较大的易旱、易涝、易渍地区 灌排分开布置形式灌排分开布置形式 土质较粘重的易旱、易涝、易渍地区土质较粘重的易旱、易涝、易渍地区 深沟密网布置形式深沟密网布置形式南方土质粘重或水旱轮作区南方土质粘重或水旱轮作区二、田间明沟排水系统布置二、田间明沟排水系统布置三、田间明沟排水系统设计三、田间明沟排水系统设计设计任务：确定末级固定沟道的断面和间距设计任务：确定末级固定沟道的断面和间距（一）除涝田间排水沟

3、（一）除涝田间排水沟 作用：及时排除地表积水，减小农田淹没深度作用：及时排除地表积水，减小农田淹没深度和时间。和时间。1.1.田面降雨径流过程田面降雨径流过程 满足除涝排水要求排水沟间距遵循成本最小原则三、田间明沟排水系统设计三、田间明沟排水系统设计（一）除涝田间排水沟（一）除涝田间排水沟 大田蓄水能力大田蓄水能力3.定义：不影响作物正常生长的田块内部定义：不影响作物正常生长的田块内部拦蓄雨水的能力拦蓄雨水的能力H计算（旱作物）计算（旱作物）10maxmax10maxHHHHVs1H0max三、田间明沟排水系统设计三、田间明沟排水系统设计（一）除涝田间排水沟（一）除涝田间排水沟什么情况下需修建

4、除涝田间排水沟？什么情况下需修建除涝田间排水沟？ 如果降水过多，形成的地表积水超过作如果降水过多，形成的地表积水超过作物的耐淹深度或耐淹时间；物的耐淹深度或耐淹时间；大田蓄水量（即渗入土中的水量）大于大田蓄水量（即渗入土中的水量）大于大田蓄水能力。判断方法：大田蓄水能力。判断方法：4. 需修建除涝排水沟需修建除涝排水沟11010iVTtVTtiTt 作物允许淹水历时（耐淹历时）作物允许淹水历时（耐淹历时）三、田间明沟排水系统设计三、田间明沟排水系统设计（一）除涝田间排水沟（一）除涝田间排水沟 田间除涝排水沟的间距田间除涝排水沟的间距一般根据实测资料，结合经验确定：一般根据实测资料，结合经验确定

5、： 我国北方地区农沟间距一般为我国北方地区农沟间距一般为150400m，毛沟间距为毛沟间距为3050m。5. 南方农沟（小沟）间距一般为南方农沟（小沟）间距一般为100200m。满足除涝排水要求排水沟间距遵循成本最小原则三、田间明沟排水系统设计三、田间明沟排水系统设计（一）除涝田间排水沟（一）除涝田间排水沟 田间除涝排水沟的断面田间除涝排水沟的断面 除涝排水沟断面可根据排涝流量确定除涝排水沟断面可根据排涝流量确定（计算方法：明渠均匀流公式）。（计算方法：明渠均匀流公式）。 兼有除涝和排渍作用的排水沟，一般以兼有除涝和排渍作用的排水沟，一般以排渍要求确定沟深，再以排涝和其它要排渍要求确定沟深，再

6、以排涝和其它要求（如通航等），确定底宽求（如通航等），确定底宽 。6.6.安徽、江苏等地采用的数值安徽、江苏等地采用的数值三、田间明沟排水系统设计三、田间明沟排水系统设计（二）控制地下水位的田间排水沟（二）控制地下水位的田间排水沟 田间排水沟对控制地下水位的作用田间排水沟对控制地下水位的作用 降雨期间排除部分下渗水量，减小地下降雨期间排除部分下渗水量，减小地下水位上升高度。水位上升高度。1.1.雨后加快地下水位的回落。雨后加快地下水位的回落。三、田间明沟排水系统设计三、田间明沟排水系统设计 确定沟深和间距确定沟深和间距 沟深与间距的关系沟深与间距的关系在要求的地下水位一定时，沟深大则间在要求的

7、地下水位一定时，沟深大则间距大，沟深小则间距也小。距大，沟深小则间距也小。 确定沟深确定沟深ShHD H设计排渍深度或地下水临界埋深设计排渍深度或地下水临界埋深 （作物要求的地下水埋深）（作物要求的地下水埋深）（m） h悬挂水头（悬挂水头（m），取），取0.20.3m S沟中日常水深（沟中日常水深（m），取），取0.10.2m一般：一般： 水田水田 D=0.81.5m；旱田旱田 D=1.52.0m三、田间明沟排水系统设计三、田间明沟排水系统设计 确定间距确定间距 排水试验法排水试验法 根据根据农田排水试验规范农田排水试验规范的要求进行试的要求进行试验验 经验数据法经验数据法 防渍排水沟沟深与间

8、距防渍排水沟沟深与间距 脱盐或防盐碱地区的排水沟沟深与间距脱盐或防盐碱地区的排水沟沟深与间距三、田间明沟排水系统设计三、田间明沟排水系统设计 确定间距确定间距公式计算法公式计算法 （公式有多种（公式有多种 ）( (了解了解) ) 非稳定流公式非稳定流公式( (雨停地下水面线为四次抛物线）雨停地下水面线为四次抛物线）非完整沟修正系数，若为完整沟，则非完整沟修正系数，若为完整沟，则=1k土壤渗透系数，土壤渗透系数，m/d t排水时间，排水时间，d 土壤给水度土壤给水度 cthhtHkL0c16.1ln0ln811XHLH2012mhbX三、田间明沟排水系统设计三、田间明沟排水系统设计 确定间距确定

9、间距 公式计算法公式计算法 （公式有多种（公式有多种 ） 淹灌稻田稳定入渗条件下的排水沟间距淹灌稻田稳定入渗条件下的排水沟间距0qkHL k土壤渗透系数，土壤渗透系数，m/dm/d；HH作用水头，格田田面水位作用水头，格田田面水位 至沟内水位差，至沟内水位差，m m；qq稻田淹灌时的设计渗漏稻田淹灌时的设计渗漏 率，率，m/dm/d；0 0渗流阻抗系数渗流阻抗系数 三、田间明沟排水系统设计三、田间明沟排水系统设计 渗流阻抗系数估算公式为（渗流阻抗系数估算公式为（边坡陡直，沟中水边坡陡直，沟中水深可忽略时深可忽略时）：）： DD排水沟深度，排水沟深度，m m； TT田面至不透水层的距离，田面至不

10、透水层的距离，m m。当。当T5DT5D时，时， 可认为含水层无限深，此时取可认为含水层无限深，此时取0 00.50.5。 TD01745 . 00结 束毛渠、输水垄沟两用的田间渠系输水垄沟两用的田间渠系只设毛沟的田间排水网设有毛沟和小沟的田间排水“深沟密网深沟密网“式布置示意图式布置示意图深度：深度：0.30.4m或或0.60.7m宽度：宽度：1015cm田埂田埂围沟围沟竖沟竖沟横沟横沟垄沟垄沟1开挖排水沟c以前-断面处的排水过程线2开挖排水沟c以前-断面处的排水过程线江苏、安徽地区最末一级固定排水沟规格江苏、安徽地区最末一级固定排水沟规格地区地区间距间距(m)沟深（沟深（m)底宽（底宽（m

11、）徐淮平原徐淮平原100200212南通、太南通、太湖平原湖平原20021安徽固镇安徽固镇1501.51无排水沟有排水沟地下水位时间地面LLDDHShDSHh防渍排水沟沟深与间距经验数据防渍排水沟沟深与间距经验数据 排水沟深度排水沟深度土壤质地土壤质地粘土粘土中壤土中壤土沙壤土沙壤土0.81.31530305050701.31.530505070701001.51.85070701001001501.82.370100100150脱盐或防盐碱地区的排水沟沟深与间距经验数据（单位脱盐或防盐碱地区的排水沟沟深与间距经验数据（单位m m） 沟深沟深粘质土粘质土轻质土轻质土1.2160200-1.42

12、20260-1.6280320-1.8340380-2.1-3003402.3-3604002.5-4204703.0-580630hcthc0不透水层不透水层土壤渗透系数为土壤渗透系数为kDL Lt时段内地下水位降低时段内地下水位降低hc0-hct求排水沟间距求排水沟间距LHbh0ln811XHLH2012mhbX（平均地下水深）（平均地下水深）HcthhtHkL0c16.1ln一般平原地区取值范围：一般平原地区取值范围： 干沟干沟1/60001/20000 支沟支沟1/40001/10000 斗、农沟斗、农沟1/20001/5000土质边坡系数挖深1.5m 挖深1.53m 挖深34m 挖深45m砂土2.53.03.5455砂壤土22.53344壤土1.522.52.533粘土11.522土质排水沟边坡系数（土质排水沟边坡系数（P242 8-9)P242 8-9)适用：适用：开挖深度不超过开挖深度不超过5m5m，水深不超，水深不超过过3m3m的土质沟道。的土质沟道。土质土质允许不冲流速（允许不冲流速（m/s）淤土淤土0.2重粘壤土重粘壤土0.751.25中粘壤土中粘壤土0.651.00轻粘壤土轻粘壤土0.60.9粗砂土（粗砂土（d=12mm）0.60.75中砂土（中砂土（d=0.5mm）0.40.6细砂土（细砂土（d=0.050.1mm）0.2