第七章 田间排水

第七章田间排水

农作物对于农田排水的要求排除地面水的水平排水系统控制地下水的水平排水系统田间排水系统的布置与结构竖井排水田间排水的任务及学习的主要内容除涝、防渍、防止土壤盐渍化、改良盐碱土以及为适时耕作创造条件等农作物对农田排水的要求以及为达到这些要求而修建的田间排水系统的规格、布置和结构.主要内容：田间排水的任务:第一节农作物对农田排水的要求四项要求：农田对除涝排水的要求农田对防渍排水的要求防盐碱化对排水的要求耕作条件对排水的要求一、农田对除涝排水的要求农田对除涝排水的指标：

耐淹历时耐淹水深

耐淹程度依作物品种、生育阶段而不同。农作物的耐淹水深和耐淹历时，应根据当地或邻近类似地区的农作物耐淹试验资料分析确定。农作物耐淹水深和耐淹历时参考表作物种类生育期耐淹水深(cm)耐淹历时(d)棉花开花结铃期5～101～2玉米苗期～拔节期

抽穗期

孕穗灌浆期

成熟期2～5

8～12

8～12

10～151～1.5

1～1.5

1.5～2

2～3甘薯全生育期7～102～3春谷苗期～拔节期

孕穗期

成熟期3～5

5～10

10～151～2

1～2

2～3高粱苗期

孕穗期

灌浆期

成熟期3～5

10～15

15～20

15～202～3

5～7

6～10

10～20

地下水位高土壤水分过多根系缺氧呼吸产生乙醇作物中毒减产甚至死亡渍——因地下水位较高，使作物根系呼吸受限，从而生长受到损害的现象.耐渍深度与耐渍时间：旱作：0.3～0.6m，3～4d水稻：0.0～0.4m，3～5d设计排渍深度：旱作：0.8～1.3m水稻：0.4～0.6m二、农田对防渍排水的要求

地下水临界深度——在一定的自然条件和农业技术措施条件下，为了保证土壤不产生盐碱化和作物不受盐害所要求保持的地下水最小埋藏深度.地下水临界深度与气候、地下水矿化度、土壤质地有关。水分＋盐分盐分累积水分蒸发地下水地下水矿化度大，土壤质地轻，则地下水临界深度应大。三、防盐碱化对排水的要求

根据土壤质地、地下水矿化度、降雨、灌溉、蒸发和农业措施等因素，通过综合试验确定；也可根据不同自然条件和农业生产条件，通过实地调查确定。当缺少上述资料时，可按表选用，或按下式近似估算：hk=hp+△z

土壤毛管水上升高度安全超高地下水临界深度的确定

土壤含水率土壤承重能力机械耕作效率四、耕作条件对排水的要求为了适于农业耕作，需要使农田土壤保持在一定的含水率以下，一般根系吸水层内含水率在田间含水量的60%-70%时较适宜。为了便于农业机械下田，并具有较高的工作效率，土壤含水量应低于一定数值，视土壤质地和机具类型而定。▽▽▽HH1θmax-θ0θs主要作用：及时排除田面积水，或将积水控制在耐淹水深和耐淹历时之内。第二节排除地面水的水平排水系统V=H(θmax-θ0)+H1(θs-θmax)大田蓄水能力

内部拦蓄雨水的能力称为大田蓄水能力。大田蓄水一般包括两部分：

一部分储存在地下水面以上的土层中；

另一部分补充了地下水，并使地下水位有所升高(不超过规定的允许高度，以免影响作物生长)。第二节排除地面水的水平排水系统一、田面降雨径流过程1-开挖排水沟c以前i-i断面处排水过程线。2-开挖排水沟c以前i-i断面处排水过程线。二、田间排水沟间距田间排水沟是排水系统中的末级固定排水沟。如果布置过密，虽然排水效果好，但田块分割过小，机耕不便，占地过多；如排水沟的间距过大，则达不到除涝排水要求，影响作物正常生长。

因此排水沟的间距(如不考虑机耕及其他方面的要求)与降雨时的田面水层形成过程以及允许的淹水深度和淹水历时有密切关系。二、田间排水沟间距淹水历时校核：大田蓄水能力末级排水沟间距为15～150m；排水沟深度在0.8～2.3m之间选取。明沟排水综合分析确定，我国北方地区农沟一般间距多在150～400m之间，毛沟间距为30～50m。南方地区末级排水沟间距多为100～200m。单纯排除地面水的排水沟沟深视排水流量而定，一般不超过O.8～1.Om。二、田间排水沟间距第三节控制地下水的水平排水系统

在地下水位较高或有盐碱化威胁的灌区，必须修建控制地下水位的田间排水沟，以便降低地下水位，防止因灌溉、降雨和冲洗引起地下水位的上升，造成渍害或土壤盐碱化。控制地下水位的田间工程形式：

水平排水：明沟和暗管。

垂直排水：机井bc▽a▽一、排水沟对地下水位的调控作用无排水a’b’▽▽有排水

(b)地下水下降过程c、d、e无排水c’、d’、e’有排水cc’dd’ee’▽▽

排水沟(管)的深度与地下水的下降值关系在同一排水沟间距的情况下，沟深愈大，地下水下降愈快；反之，沟深愈小，地下水下降愈慢。在允许的时间内要求达到的地下水埋藏深度△H一定时，排水沟的间距L1愈大，需要的深度D1也愈大；反之，排水沟的间距L2愈小，要求的深度也愈小。排水沟间距与地下水的下降值关系在同一排水沟深度的情况下，排水沟的间距愈小，地下水下降速度愈快，在一定时间内地下水的下降值愈大；反之，排水沟的间距愈大，地下水下降愈慢，在规定时间内地下水的下降值也愈小。▽▽▽▽▽▽L2L2L2▽h2L1s2△H△h1D1D2S1不透水层底板与排水沟水面之间的距离H0满足0＜H0＜1/2L，称不透水层位于有限深；反之，称不透水层位于无限深。非完整沟：排水沟底距不透水层顶面有一定距离。完整沟：排水沟切穿整个透水层。排水沟间距的理论计算1．稳定流时排水沟间距计算1)不透水层位于有限深时的沟间距1)不透水层位于有限深时的沟间距完整沟间距：非完整沟间距：可近似为：2)不透水层位于无限深时沟间距1)不透水层位于有限深时的沟间距2．非稳定流沟间距计算排水沟间距的理论计算2)不透水层位于无限深时的沟间距2．非稳定流沟间距计算（二）排水沟间距的理论计算第四节田间排水系统的布置与结构一、田间明沟排水系统明沟排水系统田间排水沟网容泄区输水沟道毛沟农沟干沟支沟斗沟固定沟道在易旱易涝易碱地区在要求控制地下水位的末级排水沟间距为100～150m时，则在田间可以仅设毛沟。农沟及毛沟均应起控制地下水位的作用，毛沟深度一般至少1.0～1.2m，农沟则应在1.2～1.5m以上。一、田间明沟排水系统排水农沟的纵坡主要决定于地形坡度。为了排水通畅和防止冲刷，其纵坡一般为0.004～0.006，