农田水利学：7章田间排水系统

100-150
400800
100-150
当末级排水沟间距为 100-150m时，设一级田 间排水沟（毛沟）。
斗渠
农 毛渠
渠
毛沟
输
农
水
沟
垄
沟
斗沟 300-500
当末级排水沟间距为3050m时，设二级田间排水 沟（毛沟、小沟）。
斗渠
农 毛渠
小
渠
毛沟 沟
输 30-50 水
农
垄
沟
沟
斗沟
300-500
二、地下暗管排水系统
一、竖井排水的作用
降低地下水位，防止土壤返盐 腾空地下库容用以除涝防渍 促进土壤脱盐和地下水淡化
1.0¡« 1.3 50¡« 70 35¡« 50 20¡« 35
1.3¡« 1.5 1.5¡« 1.8
70¡« 100 50¡« 70 100¡« 150 70¡« 100
35¡« 50 50¡« 70
1.8¡« 2.3
100¡« 150 70¡« 100
南方排水暗管埋深与间距经验数值
ÍÁ ÈÀ ÖÊ Øµ Éø ͸ ϵ ýÊ (m/d)
ɹ Ìì ÆÚ
Òª Çó µÄ Å Ë® ʱ¼ä (d) µØ Ï ˮ Âñ Éî (m)
3«¡ 5
0.9«¡ 1.2
3«¡ 6
0.8«¡ 1.0
3«¡ 5
0.4«¡ 0.6
二、农田对防渍排水的要求
作物产量不仅受一次降雨后地下水位上 升的影响，也与在一定季节超过某一地 下水位高度的持续时间有关。
田间排水
农作物对农田排水的要求
一、农田对除涝排水的要求 二、农田对防渍排水的要求 三、防止土壤盐碱化和改良盐碱土对 农田排水的要求 四、农业耕作条件对农田排水的要求
第一节 农作物对农田排水的要求
12
淹水深度0.3m
10
淹水天数（d）
一、农田对除涝排水的要求 淹水时间
8
6
4
淹水深度0.5m
淹水深度
南方地区: 农沟:100-200m
一、排水沟对地下水位的调控作用
无有排水时
时间
0
地下水埋深
田间排水沟在降雨过程中可以减少地下水位的上升，雨 停后又可以加速地下水的排除和地下水位的回落
二、控制地下水位要求的排水沟 （管）的深度和间距
满足一定排水要求的排水沟深度和间距有着 密切的关系
L2
L2
L2
Δh2
2
0 20 40 60 80 100 减产百分数（%）
× ÷Îï Ö àÀ ÃÞ »¨ С Âó Óñ Ã×
Ë® µ¾
Éú Óý ÆÚ ¿ª »¨½á Áå ÆÚ · Ö ÞÁ ÖÁ ³É Êì
³é Ëë ÆÚ ÔÐ Ëë ¹à ½¬ ÆÚ
³É Êì ÆÚ Ö·ÞÁ ÆÚ Î°½Ú ÆÚ ÔÐ Ëë ÆÚ
明沟排水：易坍塌、易淤积、易生杂草
当排水沟间距较小时，大量占用耕地， 严重影响机耕
检查井
暗管排水系统的组成 吸水暗管
集水管（沟）
集水井
排水沟
田埂
暗管排水系统的布置形式 直角正交 锐角斜交 不规则布置
暗管的类型
当地材料管材 塑料管
瓦管 石屑水泥管 水泥土管 陶管
三、鼠道排水
在田面以下用特殊设备形成的一种无衬砌 的地下排水通道。 适用于土质粘重的地区。否则容易坍塌。 投资省、用工少、见效快、效益高。
ΔH
D1
S1 S2
Δh1
D2
L1
D H hS
设计农沟时，一般先根据作物要求的地下水 埋深、农沟边坡稳定条件、施工难易等初步 确定农沟深度，再确定相应的间距
排水沟的间距与土层的导压系数 akH
有很密切的关系
一般通过试验或经验确定，也可通过计算确定
控制地下水位的田间排水沟间距
¹µ Éî £¨ m£© Çá ÈÀ »ò É°ÈÀ ÖÐ ÈÀ ÖØ ÈÀ »ò Õ³ ÍÁ
盐碱化地区末级排水沟的沟深和间距
ÍÁ ÖÊ ¹µ Éî ¼ä ¾à ÍÁ ÖÊ ¹µ Éî ¼ä ¾à
Õ³ ÖÊ ÍÁ
1.2
1.4
1.6
1.8
160¡« 200 220¡« 260 280¡« 320 340¡« 380
Çá ÖÊ ÍÁ
2.1
2.3
2.5
3
300¡« 340 360¡« 400 420¡« 470 580¡« 630
Éî ¶È (m) 0.8 1 1.2 1.5
Õ³ ÍÁ ¼£ 0.3
6«¡ 8 8«¡ 10 10«¡ 12 12«¡ 15
ÈÀ ÍÁ 0.3«¡ 0.6 ¼ä ¾à (m)
8«¡ 10 10«¡ 12 12«¡ 15 15«¡ 20
É°ÈÀ 0.1«¡ 1.0
10«¡ 12 12«¡ 15 15«¡ 20 20«¡ 30
土壤含水率过高
地下水位过高 不同的作物不同的生 长季节对地下水位有 不同的要求 水稻对地下水位也有 一定的要求
二、农田对防渍排水的要求
降雨后允许地下水位有短暂的上升，但上 升高度和持续时间不能超过一定的限度
× ÷Îï Þà »¨ ¡Ð Âó ®Ë µ¾
Éú Óý ÆÚ »¨Áå ÆÚ ¼°ÒÔ ºó ΰ½Ú ÆÚ ¼°ÒÔ ºó
地下水埋深较大，无控制地下水位和防渍要求时， 控制地下水和排除地面水的任务均由农沟承担；田 间排水沟主要起排涝作用；田间灌排沟渠可以全部 或部分结合。
农渠
Hale Waihona Puke 斗 渠毛 渠输水垄沟 斗 沟
农渠
毛 输水垄沟
渠
毛
沟
农沟
农沟
在土质粘重的地区，控制地下水位要求的排水沟 间距较小，除农沟外，田间尚需有1-2级排水沟。
大田蓄水能力
田块内部拦蓄雨水的能力
V H (m a0 x ) H 1 (sm)ax
降雨前地下水埋深
降雨后地下水 允许上升高度
VH (ma x0)H 1
一、田面降雨径流过程 I
水 层 深
0 降雨历时
I
排水历时
时间
二、田间排水沟间距
排涝要求的田间排水沟间距要满足允许淹水 深度和允许淹水时间的要求。
排水沟间距的计算
不透水层位于有限深时 恒定流计算公式 非恒定流计算公式
不透水层位于无限深时 恒定流计算公式 非恒定流计算公式
三、控制水田渗漏量要求的排水沟（管）的间距
水稻的正常生长需 要一定的渗漏强度
盐碱地的冲洗需要 一定的入渗强度
排水沟的深度和间距必须根据所要求的 入渗强度确定。
一、田间明沟排水系统
ÑÍ Ë® Éî ¶È £¨ cm©£ 5«¡ 10
10 8«¡ 12 8«¡ 12 10«¡ 15 6«¡ 10 15«¡ 20 20«¡ 30
ÔÊ Ðí ÑÍ Ë® Àú ʱ£¨ d©£ 1«¡ 2 1
1¡« 1.5 1.5«¡ 2 2«¡ 3 2«¡ 3 5«¡ 7 9«¡ 10
二、农田对防渍排水的要求
Õ³ ÍÁ 1.0¡« 1.2 1.1¡« 1.3 1.2¡« 1.4 1.3¡« 1.5
四、农业耕作条件对农田排水的要求
农业耕作要求的根系吸水层土壤含水率: 小于田间持水率的60-70%
机械耕作要求的地下水最小埋深 履带式农业机械：0.4-0.5m 轮式农业机械:0.5-0.6
排除地面水的水平排水系统 一、田面降雨径流过程 二、田间排水沟间距
SEWx 一定统计期内地下水位埋深超 过某一限定深度x的累积值。SEW30
30cm
三、防止土壤盐碱化和改良盐碱土对 农田排水的要求
三、防止土壤盐碱化和改良盐碱土对 农田排水的要求
土壤盐碱化的原因 气象条件 土壤盐分 地下水位及含盐量 土质
三、防止土壤盐碱化和改良盐碱土对 农田排水的要求
在一定的自然条件和农业技术措施条件下，为保证 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
北方地区采用的地下水临界深度（单位：m）
µØ Ï ˮ ¿ó »¯ ¶È (g/L) £¼ 2 2¡« 5 5¡« 10 £¾ 10
É°ÈÀ ÍÁ 1.8¡« 2.1 2.1¡« 2.3 2.3¡« 2.6 2.6¡« 2.8
ÈÀ ÍÁ 1.5¡« 1.7 1.7¡« 1.9 1.8¡« 2.0 2.0¡« 2.2
一般以允许淹水时间作为主要设计依据，以 大田蓄水能力校核淹水历时。
Ii0(tT)1V
降雨历时
1
t
T

V
1
i0
允许淹水时间 (地面排水时间)
实际生产中,田间排水沟间距要同时考虑除涝、 排渍、防治盐碱化和机耕的要求确定
北方地区: 农沟:150-400m 毛沟:30-50m