第七章 田间排水
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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
明沟排水系统
Δz—局部水头损失，可不考虑上下级沟道衔接处
水头落差
一、排水沟的设计水位
（二）排涝水位（最高水位） 2.推算步骤 方法二（适用于以排渍为主的排水沟）。
① 由排涝流量计算排涝水深； ② 日常水位减日常水深，再加排涝水深，
得排涝水位
一、排水沟的设计水位
3. 校核：干沟出口处最高水位≥外河的最高水位 ① 若干沟出口发生壅水，则需调整排水沟比降， 或筑堤束水。 ② 若无法自排（如在水网圩区），则： a. 建站抽排； b. 进一步提高沟道的滞蓄能力，可采取提 高加密沟网、提前预降沟水位等措施。
Δz—局部水头损失，或上下级沟道衔接处水头落差
（0.1~0.2m）
一、排水沟的设计水位
4. 校核：干沟出口处的日常水位≥外河 （排水承泄区）的日常水位 ① 若不满足上述要求，则调整比降， 尽量争取自排。 ② 在水网圩区，无法自排，则采用 抽排来维持日常水位.
一、排水沟的设计水位
（二）排涝水位（最高水位） 1.定义：排水沟通过排涝设计流量时的水位 。 2.推算步骤 方法一（适用于以排涝为主的排水沟）。
第七章 明沟排水系统
第四节 田间排水沟规划与设计
一、田间明沟排水系统的组成和优缺点
1. 组成：农、毛、腰（横）沟、围沟等 2. 优点：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 单，工程投资省 3. 缺点：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 护费工。
b)淹灌稻田稳定入渗条件下的排水沟间距
L kH
q0
k—土壤渗透系数，m/d； H—作用水头，格田田面水位
至沟内水位差，m；
q—稻田淹灌时的设计渗漏
率，m/d；
φ0—渗流阻抗系数
水头落差
一、排水沟的设计水位
（二）排涝水位（最高水位） 2.推算步骤 方法二（适用于以排渍为主的排水沟）。
① 由排涝流量计算排涝水深； ② 日常水位减日常水深，再加排涝水深，
得排涝水位
一、排水沟的设计水位
3. 校核：干沟出口处最高水位≥外河的最高水位 ① 若干沟出口发生壅水，则需调整排水沟比降， 或筑堤束水。 ② 若无法自排（如在水网圩区），则： a. 建站抽排； b. 进一步提高沟道的滞蓄能力，可采取提 高加密沟网、提前预降沟水位等措施。
Δz—局部水头损失，或上下级沟道衔接处水头落差
（0.1~0.2m）
一、排水沟的设计水位
4. 校核：干沟出口处的日常水位≥外河 （排水承泄区）的日常水位 ① 若不满足上述要求，则调整比降， 尽量争取自排。 ② 在水网圩区，无法自排，则采用 抽排来维持日常水位.
一、排水沟的设计水位
（二）排涝水位（最高水位） 1.定义：排水沟通过排涝设计流量时的水位 。 2.推算步骤 方法一（适用于以排涝为主的排水沟）。
第七章 明沟排水系统
第四节 田间排水沟规划与设计
一、田间明沟排水系统的组成和优缺点
1. 组成：农、毛、腰（横）沟、围沟等 2. 优点：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 单，工程投资省 3. 缺点：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 护费工。
b)淹灌稻田稳定入渗条件下的排水沟间距
L kH
q0
k—土壤渗透系数，m/d； H—作用水头，格田田面水位
至沟内水位差，m；
q—稻田淹灌时的设计渗漏
率，m/d；
φ0—渗流阻抗系数
水稻种植的田间排水和保水措施
水稻种植的田间排水和保水措施水稻是我国重要的粮食作物之一，其种植田间排水和保水措施对于
提高产量、保护生态环境具有重要意义。
本文将从田间排水和保水两
方面分别进行探讨。
田间排水是水稻种植中至关重要的环节之一。
合理的排水可以解决
农田内水分过剩的问题，防止因积水引起的根部缺氧和水稻病虫害的
发生。
首先，要做好土壤地势平整化工作，保证排水的顺畅。
其次，
可以利用渠道和水沟等设施进行排水，有效降低地下水位。
此外，密植、姜黄、相链培边沟、整平地、曲渠等方法也可以有效排水。
在实
际操作过程中，还要根据当地的地理和气候条件，采取不同的排水措施，确保水稻生长环境的良好。
而保水措施同样不可忽视。
良好的保水措施可以保持土壤地下水位，增加土壤湿润度，提高土壤保肥能力，有利于水稻生长。
首先，要做
好灌溉工作，保证田间水源充足。
其次，可以采用秸秆保水、覆盖膜
保水、人工湿地保水等方法，减少水分蒸发。
此外，科学使用有机肥
料和复合肥料，增加土壤的保水能力。
在田间种植水稻过程中，也可
以通过调整地膜、排水渠、沟渠等设施，有效达到保水的效果。
综上所述，水稻种植的田间排水和保水措施对于水稻的健康生长、
提高产量至关重要。
通过合理的排水和保水措施，可以有效解决水稻
生长过程中的水分问题，提高水稻的抗逆性，保护水稻生态环境，为
我国粮食生产做出贡献。
希望未来能够进一步研究和应用更多的排水
和保水技术，提高水稻产量，确保粮食安全。
农田水利学7-(1)田间排水原理与方法
第二节 田间排水沟的深度和间距
一、除涝田间排水沟 其任务是及时排除雨后多余的地表径 流。影响因素有大田蓄水能力、地面 径流过程、排水沟的间距和深度等。
（一）、大田蓄水能力
排除地面水一般采用超蓄排水法，或超渗排水法，即在 扣除大田蓄水或渗水之后多余的部分才要排除。因此, 首先要确定大田能蓄多少水，以此确定排水沟的排水能 力。 大田蓄水能力:大田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)。
通过大田蓄水能力主要解决排除水量的问题
V=H(θ
max-θ 0)+H1(θ s-θ max)
▽
θmax-θ0
需排除 的水分 ▽
H
▽
θs
H1
耕层 蓄水
在降雨量超过大田蓄能力后,就要 及时排除,否则就会影响作物生长。
地下 水位 上升 蓄水
排除水量：R=P-V
il i a t
il 1 I t 1
b、控制地下水位的排水沟
可以参考下表
c、盐碱化地区的排水沟
地下水位要降到安全深度一下，达到控制盐碱的目的。可以参考下表
3、影响排水沟深度和间距的因素
土壤、蒸发、地下水补给、地下水含水层厚度、排水时的 水的流态均影响排水沟深度和间距。
（1）导压系数
在一定的排水沟深的条件下，要求的排水沟间距与土 层的导压系数（水位传导系数） ：
hk= hp + △z
土壤毛管水 上升高度
安全超高
地下水临界深度表(m) 地下水矿化度(g/L)
土壤质地
<2 2～5 5～10 >10
第七章 田间排水
第七章
农田排水
田间排水系统是指末级固定沟渠控制范围内的 田间沟网或暗管系统。它是排水系统的基础， 和骨干排水系统一起，共同完成排出多余地面、 土壤水和地下水的任务，有效控制和调节农田 水分状况，消除涝、渍，防治盐碱化，与灌溉 系统一起创造适合农作物生长的良好环境。
农田水分过多对作物而言有三种形式： 一是地面水过多 二是土壤水过多 三是地下水位过高
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
盐随水来，盐随水去。在耕层土壤中，盐 分随水运动，呈动态变化，主要受蒸发和 渗漏影响。 土壤盐碱化的原因
气象条件
地下水位及含盐量 耕作土层 D ET
土壤质地
防盐碱排水标准
c b a ▽ ▽
无排水
2、有排水沟雨后地下水的升、降过程
b’
▽ a’ ▽
有排水
c d e
c’ d’ e’ ▽ ▽
c、d、e无排水
c’、d’、e’有排水
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的深度和间距
1、深度与间距的关系
土壤渗吸速度的变化过程：
il i a t
①
时间t内入渗总量
降雨历时为t，雨后允许的淹 α为经验指数，其值根据土壤 水历时为 T，在时间（t+T）内 性质和初始含水率而定，变化 渗入土层的总水量为： 在0.3-0.8之间，轻质土壤值较
il 1 I t ② 1
V 1 t T ( ) i0
淹水深度0.3m
淹水深度0.5m
农作物的耐淹水深和耐淹历时，应根据当地 的农作物耐淹试验资料分析确定，无试验资 料时可按表选取。
农田排水
田间排水系统是指末级固定沟渠控制范围内的 田间沟网或暗管系统。它是排水系统的基础， 和骨干排水系统一起，共同完成排出多余地面、 土壤水和地下水的任务，有效控制和调节农田 水分状况，消除涝、渍，防治盐碱化，与灌溉 系统一起创造适合农作物生长的良好环境。
农田水分过多对作物而言有三种形式： 一是地面水过多 二是土壤水过多 三是地下水位过高
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
盐随水来，盐随水去。在耕层土壤中，盐 分随水运动，呈动态变化，主要受蒸发和 渗漏影响。 土壤盐碱化的原因
气象条件
地下水位及含盐量 耕作土层 D ET
土壤质地
防盐碱排水标准
c b a ▽ ▽
无排水
2、有排水沟雨后地下水的升、降过程
b’
▽ a’ ▽
有排水
c d e
c’ d’ e’ ▽ ▽
c、d、e无排水
c’、d’、e’有排水
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的深度和间距
1、深度与间距的关系
土壤渗吸速度的变化过程：
il i a t
①
时间t内入渗总量
降雨历时为t，雨后允许的淹 α为经验指数，其值根据土壤 水历时为 T，在时间（t+T）内 性质和初始含水率而定，变化 渗入土层的总水量为： 在0.3-0.8之间，轻质土壤值较
il 1 I t ② 1
V 1 t T ( ) i0
淹水深度0.3m
淹水深度0.5m
农作物的耐淹水深和耐淹历时，应根据当地 的农作物耐淹试验资料分析确定，无试验资 料时可按表选取。
田间排水原理与方法
入渗 速度 和入 渗量 公式
大田蓄水能力对 排水沟的影响
在设计排水沟间距时，一 般是以作物允许淹水历时 作为主要参数之一。 但作物淹水历时必须以雨水渗入田 间的限度（即大田蓄水能力）加以 校核，如果根据大田蓄水能力确定 的允许淹水历时小于作物允许淹水 历时，则在设计间距时应采用根据 大田蓄水能力确定的允许淹水历时 为依据。
hk = hp + △z
土壤毛管水 上升高度
△z hp
安全超高
hk
地下水临界深度表(m) 地下水矿化度(g/L)
土壤质地
<2
2～5
5～ 10
>10
2.6～ 2.8 2.0～2.2 1.3～1.5
砂壤、轻 1.8～ 2.1～ 2.3～ 壤 2.1 2.3 2.6 1.5～1.7 1.7～1.9 1.8～2.0 中壤 重壤、粘土 1.0～1.2 1.1～1.3 1.2～1.4
α＝kH/μ
有着十分密切的关系。
k为土壤的渗透系数 H为含水层平均厚度 μ为土壤的给水度
α与L的关系
◆ 值愈大，排水沟(管 )的间距可愈大，亦即土壤 渗透系数愈大，含水层厚 度愈大，土壤给水度愈小， 满足一定地下水位控制要 求的排水沟间距可愈大； ◆反之，土壤渗水性愈差 (土壤愈粘重)，含水层厚 度愈小，土壤给水度愈大， 排水沟间距愈小。
▽
▽ ▽
D2
s2
▽h2
S1
L1
L2
L2
L2
△H D1 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ S1 D2 s2
▽h2
△h1
L1
2、排水农沟设计步骤
——D与L的确定
设计排水农沟时，首先根据作物要求的地下水 埋深、排水农沟边坡稳定条件、施工难易等初步 确定排水农沟的深度D，然后再确定相应的间距L。 D的确定：当作物允许的地下水埋深△H一定 时，排水农沟的深度D可用下式表示：
农田生产如何进行科学排水
农田生产如何进行科学排水农田排水是农业生产中非常重要的一个环节，它直接关系到农作物的生长发育以及产量的提高。
科学的排水方法可以有效地改善土壤水分状况，增加土壤透气性，并减轻水土流失的风险。
在本文中，我们将探讨农田生产如何进行科学排水的问题，并介绍一些常用的排水技术。
1. 合理设置排水系统在农田生产中，合理设置排水系统是关键的一步。
首先，需确定排水的需求和目标，根据土壤类型、地形地势以及降雨情况等因素考虑，选择适当的排水方式。
常见的排水方式包括地面排水和地下排水。
地面排水主要适用于排除场地内部积水，如平地、低洼地等。
而地下排水则适用于排除场地内深层积水，如山区、丘陵地等。
其次，需要合理设置排水系统的布局，确保排水系统的通畅性和连贯性。
对于大片农田来说，合理设置主排沟和支沟是非常重要的。
2. 确定排水的时间和量农田生产中，确定排水的时间和量是非常重要的。
排水时间的确定需要根据农作物的生长期、季节以及降雨情况来决定。
在长时间的降雨后，及时排水可以避免农作物根部积水引发的病害。
而排水量的确定需要根据土壤类型、作物需水量以及降雨量等因素来考虑。
过度排水可能导致土壤水分不足，而不足的排水量则可能造成农作物积水，从而影响作物的正常生长发育。
3. 选择适当的排水技术农田排水技术有很多种，选择适当的技术可以提高排水效果。
以下是一些常用的排水技术：3.1. 田间排水田间排水是一种简单有效的排水技术，它通过修建排水沟、沟壕等方式将水排出田地。
此技术适用于平整的农田和低洼的地形，可以有效地排除积水。
3.2. 垂直排水垂直排水是一种将积水通过管道排出的技术。
通过在地下埋设排水管道，收集和排除地下积水。
垂直排水适用于地下水位偏高的地区，可以有效地降低土壤中的水分含量。
3.3. 地下渗漏排水地下渗漏排水是一种通过土壤渗透和土壤层之间的渗流将水排出的技术。
通过在土壤中设置渗漏管道，将积水渗漏到土壤深层，从而降低土壤水分含量。
地下渗漏排水适用于中度和重度土壤渗透性差的地区。
第七章 排水沟道系统2
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
田埂 横沟 垄沟 围沟 竖沟
“深沟密网“式布置示意图 深度：0.3~0.4m或0.6~0.7m 宽度：10~15cm
1——开挖排水沟c以前Ⅰ-Ⅰ断面处的排水过程线 2——开挖排水沟c以前Ⅰ-Ⅰ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 地区 徐淮平原 南通、太 湖平原 安徽固镇 间距(m) 100~200 200 150 沟深（m) 2 2 1.5 底宽（m） 1~2 1 1
1. 通航和养殖对排水沟的要求如表8-10。
2. 如果不能满足通航和养殖要求，则应拓宽加深
断面；
二、（综合利用）排水沟横断面设计
（四）校核滞涝要求 1. 确定需要排水沟滞蓄的水深
h沟蓄 P h田蓄 h湖蓄 h抽排
P—设计降雨量，mm
h田蓄—田间蓄水量，mm
h湖蓄—湖泊、洼地、坑塘蓄水量，mm h抽排—抽水机抢排水量，mm
地 面 地 下 水 位 无排水沟 有排水沟
时间
D
D’
ΔH Δh L’ L S
D
ΔH Δh S
防渍排水沟沟深与间距经验数据
排水沟深度 0.8～1.3
土壤质地
粘土 中壤土 沙壤土
15～30
30～50
50～70
1.3～1.5
1.5～1.8 1.8～2.3
30～50
50～70 70～100
50～70
② 拟定各级排水沟比降。
③ 计算干沟出口处的排涝水位：
Z 排涝 A0 D农 Li z
'
'
一、排水沟的设计水位
Z排涝—排水沟出口的排涝水位（m）； A0—排涝控制点高程（m）； D农’—农沟中最高水位到地面的高度，一般0.2~0.3m L—自A点到排水干沟出口各级沟道的计算长度（ m） i—自A点到排水干沟出口各级沟道的比降
农田水利学 (5)
（4）明沟排水系统设计
农沟结构设计 农沟纵坡： 地面:4～6‰，最大不超10‰ 农沟深度： 降渍:1.2～1.5m
农沟断面： 梯形,边坡系数:土质1.0～2.5 农沟底宽： 施工管理:0.3～0.5m
§7.4 排水系统的布置与结构
二、暗管排水系统 u 优点： （1）暗管排水系统的组成
暗管排水系统的组成
Ø
然后再确定排水沟间距。
§7.3 控制地下水的水平排水系统 二、排水沟深度的确定
D
ΔH为允许地下水埋深；
Δh地下水位高点与沟水位差 ；
S为沟中水深,0.1-0.2m。
水田 D=0.8～1.5m 旱田 D=1.5～2.0m
§7.3 控制地下水的水平排水系统 三、排水沟间距的确定
n 影响因素：渗透系数k、含水层平均厚度、 给水度
n
多级暗管排水系统
n n n
暗管由吸水管和集水管组成。 优点：减少了明沟，节约了耕地。 缺点：布置复杂，增加了检查井数量，投资也较 大，某段管道堵塞影响范围较大。 集水管接纳吸水管水流方式：单向、双向布置
n
二、暗管排水系统
（4）暗管排水系统设计
吸水管埋深
ΔH作物要求的地下水埋深； ΔH Δh剩余水头，0.2-0.3m； S为暗管中水深，可忽略。 Δh
管、粉煤灰管、塑料管等。管材要耐酸碱、耐腐蚀 、抗压、透水性好。
Ø 暗管的外包滤料：无机、有机、合成料 Ø 暗管的施工方法：定线、挖槽、铺管
及包滤料、回填。可采用机械施工。
二、暗管排水系统
（5）鼠道排水
n
鼠道：用特殊设备形成的一种无衬砌的地 下排水通道。
n
鼠道形成方法
7.5 竖井排水
n
n n
农作物对于农田排水的要求
二、农田对防渍排水的要求
一次降雨指标：在整个作物生育期间，由于有降雨和蒸发 的影响，不可能将地下水位完全控制在一个固定的深度， 降雨时期可以容许地下水位有短暂的上升，但上升的高度 和持续时间不能超过一定的限度。 （一次降雨指标：排水 时间和地下水埋深）
二、农田对防渍排水的要求
连续降雨指标：作物生长季节发生持续降雨的地区， 作物的产量不仅取决于一次降雨后地下水位的回落过 程（一次降雨指标），还与一定季节超过某一地下水 位的高度和持续时间有关，常用SEW30表示，即地下 水埋深低于30cm的时间累积值。
二、农田对防渍排水的要求
(3)水稻 水稻是喜温好湿作物，在水稻大部分生长期间， 稻田要保持较多的水分，同时由于水稻根、茎、叶具有畅 通的通气组织，根部的空气可以由通气组织与田面以上的 大气交换，故水稻可以较长时间生活在饱和土壤中。 但这并不说明稻田水分愈多愈好。如果稻田积水过深过久 ，或缺乏田间排水沟，地下水位经常很高，就会造成土壤 通气不良，水稻根部缺氧，呼吸减弱，好气性细菌的活动 受到限制，肥料难于分解，硫化物、有机酸和铁锈水等有 害物质增加；土壤中水分不能流动交换，不利于土壤的脱 盐，脱酸和有害物质的排除；稻根扎不深，易倒伏，并易 产生黑根、烂根等，严重影响水稻的产量。
二、农田对防渍排水的要求
因此，修建排水沟，降低地下水位、适时落干晒田是协调 稻田水、热、气、肥的矛盾和提高水稻产量的一个重要措 施。 江苏，广东等省的试验研究，认为在晒田期3—5天内，地 下水位降至离地面以下0.40—0.60m为宜；在其他时期， 也要求水田保持适当数量的渗漏，促进稻田中水分交换， 增加新鲜水分和氧气，改善通气状况，促进根系活力，及 时排除土壤中的有害物质。 根据我国各地经验，水田适宜渗漏量多在每日3一16mm 之间。 在水稻收割以后，为了改良土壤，便于机耕和播种绿肥以 及提高春季插秧前后的地温，也要求降低地下水位，一般 使其离地面0.6一O.8m左右。
农田水利学7-田间排水原理与方法
耐淹水深(cm)
5～10
2～5 8～12 8～12 10～15
7～10
3～5 5～10 10～15
3～5 10～15 15～20 15～20
耐淹历时(d)
1～2
1～1.5 1～1.5 1.5～2 2～3
2～3
1～2 1～2 2～3
2～3 5～7 6～10 10～20
农作物的耐淹水深和耐淹历时，应根据当地的农作物 耐淹试验资料分析确定，无试验资料时可按表选取。
降低地下水位、降低根系活动层土壤的含 水量的措施叫除渍。
a、治渍排水标准
耐渍时间与耐渍 深度：
农作物排渍标准 是指农作物不受 渍害的农田地下 水排降标准，用 耐渍时间与耐渍 深度表示。耐渍 深度是指作物要 求的地下水埋深 。
b、耐渍时间和耐渍深度与作物品种及生育期有关
治渍排水工程应以满足农作物全生育期要求的最大排渍深度为工程控 制标准，一般可视作物根深不同而选用0.8～1.3m。 旱作区在渍害敏感期间可采用3～4d内将地下水埋深降至0.4～0.6m； 稻作区在晒田期3～5d内降至0.4～0.6m；淹灌期的适宜渗漏率可选用 2～8mm/d，粘性土取较小值，砂性土取较大值。
农田水利学7-田间排水 原理与方法
2020/8/18
第一节 农田对排水的要求
田间排水系统是指末级固定沟渠控制范围内的 田间沟网或暗管系统。它是排水系统的基础， 和骨干排水系统一起，共同完成排出多余地面 、土壤水和地下水的任务，有效控制和调节农 田水分状况，消除涝、渍，防治盐碱化，与灌 溉系统一起创造适合农作物生长的良好环境。
地下水临界深度的确定
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：
作物对农田排水的要求
1 明沟排水系统
灌排两用渠道
§7.4 排水系统的布置与结构
1 明沟排水系统
易旱易涝区渠系
§7.4 排水系统的布置与结构
1 明沟排水系统
农沟结构设计
农沟纵坡：
农沟深度：
4‰～6 ‰，最大不超10 ‰
1.2～1.5m 梯形，边坡系数1.0～2.5 0.3～0.5m
农沟断面：
农沟底宽：
§7.4 排水系统的布置与结构
1/1000～1/2500，D>100mm
管内水的充盈度
3
吸水管管径 Q CqA ,
nQ d 2 3i
8
粘土 中壤土 沙壤土
15～30 30～50 50～70 70～100
30～50 50～70 70～100 100～150
50～70 70～100 100～150 ——
§7.3 控制地下水的水平排水系统
3 排水沟间距
恒 定 流 上边界 非恒定流 排水边界条件 完 整 沟 下边界 不透水层有限深 非完整沟 不透水层无限深
排水tt时间后地下水最高点高出沟水位的值mm??014lnkthlhh?????专业资料1农作物对于农田排水的要求2排除地面水的水平排水系统3控制地下水的水平排水系统4田间排水系统的布置与结构第第7章田间排水专业资料74排水系统的布置与结构1明沟排水系统????????????????????????????????????毛沟田间排水沟网明沟排水系统排水系统容泄区暗管排水系统农沟干沟输水沟道支沟斗沟固定沟道专业资料74排水系统的布置与结构1明沟排水系统各级渠道间距与长度干沟支沟斗沟农沟毛沟小沟间距510km35km051km0204km0102km3050m长度510km35km051km0204km0102km专业资料74排水系统的布置与结构1明沟排水系统灌排两用渠道专业资料74排水系统的布置与结构1明沟排水系统易旱易涝区渠系专业资料74排水系统的布置与结构1明沟排水系统农沟纵坡
灌排两用渠道
§7.4 排水系统的布置与结构
1 明沟排水系统
易旱易涝区渠系
§7.4 排水系统的布置与结构
1 明沟排水系统
农沟结构设计
农沟纵坡：
农沟深度：
4‰～6 ‰，最大不超10 ‰
1.2～1.5m 梯形，边坡系数1.0～2.5 0.3～0.5m
农沟断面：
农沟底宽：
§7.4 排水系统的布置与结构
1/1000～1/2500，D>100mm
管内水的充盈度
3
吸水管管径 Q CqA ,
nQ d 2 3i
8
粘土 中壤土 沙壤土
15～30 30～50 50～70 70～100
30～50 50～70 70～100 100～150
50～70 70～100 100～150 ——
§7.3 控制地下水的水平排水系统
3 排水沟间距
恒 定 流 上边界 非恒定流 排水边界条件 完 整 沟 下边界 不透水层有限深 非完整沟 不透水层无限深
排水tt时间后地下水最高点高出沟水位的值mm??014lnkthlhh?????专业资料1农作物对于农田排水的要求2排除地面水的水平排水系统3控制地下水的水平排水系统4田间排水系统的布置与结构第第7章田间排水专业资料74排水系统的布置与结构1明沟排水系统????????????????????????????????????毛沟田间排水沟网明沟排水系统排水系统容泄区暗管排水系统农沟干沟输水沟道支沟斗沟固定沟道专业资料74排水系统的布置与结构1明沟排水系统各级渠道间距与长度干沟支沟斗沟农沟毛沟小沟间距510km35km051km0204km0102km3050m长度510km35km051km0204km0102km专业资料74排水系统的布置与结构1明沟排水系统灌排两用渠道专业资料74排水系统的布置与结构1明沟排水系统易旱易涝区渠系专业资料74排水系统的布置与结构1明沟排水系统农沟纵坡
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井渠结合地区：水井应结合灌溉渠系进行布置。
２．竖井排水的规划布置 3)布置形式、井间距与有效控制半径 在平面上，竖井一 般按等边三角形或 正方形布置，由单 井的有效控制面积 可求得单井有效控 制半径R和井距L。
根据我国各地经验在采用当地材料管(如瓦管、石屑水泥管、 水泥土管等)时，其内径为50～100mm，塑料管内径为50mm 和75mm。 管径的大小可以根据经验选定，也可以通过计算确定。
4.暗管的管径和坡降
由于暗管的类型不同，在选取暗管设计流量时常遵循两种 不同的原则： 输水原则：认为在暗管全长上均以同一流量满管输水（按 均匀流设计），水力坡度线位于暗管断面的顶部。 排水原则：认为暗管流量沿程是变化的（按非均匀流设 计） 。在这种情况下，水力坡降自管的首端为0，逐渐增 加至出口处达到最大。 管道承压一般应限制在20cm以下，压力水位应限制在地面 以下60cm。
斗沟
0.5~1km 3～5km
农沟
0.2～0.4km 0.5~1km
毛沟
0.1～0.2km 0.2～0.4km
小沟
30～50m 0.1～0.2km
二、地下暗管排水系统
二、地下暗管排水系统
（1）系统组成与布置
暗管排
（1）暗管排水系统布置的基本形式
吸水管与集水管正交连接 布置形式 吸水管与集水管锐角斜交连接 不规则布置
（二）暗管的外包滤料
外包滤料指包裹或充填在排水暗管周围的材料。 作用：阻止土壤颗粒进入暗管，以避免沉淀和暗管阻塞， 稳定暗管周围的土壤，改善暗管通道的渗水能力，以提高暗 管的排水功能。 用做外包滤料的材料一般有：有机材料，无机材料和合成 材料等三大类。
4.暗管的管径和坡降
暗管管径的大小：
应保证在无压流的情况下排除设计的排水流量，田间吸水 管在仅承担排除地下水的情况下可以采用较小的管径。
水分蒸发 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.
水分＋盐分
盐分累积
地下水临界深度与气候、地下
水矿化度、土壤质地有关。
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。
地下水临界深度的确定
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：
4.暗管的管径和坡降
考虑到经济管径和管道 承压之间的矛盾，一般 建议在设计吸水管时采 用非均匀流，但将承压 值限制在20cm以内。为 了避免因主管承压而影 响吸水管排水，主管的 设计则采用均匀流。
第五节 竖井排水技术 １．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。
一、田间明沟排水系统
农沟结构设计
农沟纵坡： 农沟深度： 农沟断面： 农沟底宽： 4‰～6 ‰，最大不超10 ‰ 1.2～1.5m 梯形，边坡系数1.0～2.5 0.3～0.5m
第四节 田间排水系统的布置与结构
一、田间明沟排水系统 各级渠道间距与长度
干沟 间距 长度
5～10km
支沟
3～5km 5～10km
明沟排水
二、田间排水沟间距
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。
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。
hk=hp+△z
土壤毛管水 上升高度 安全超高
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。
土壤含水率 土壤承重能力 机械耕作效率
可近似为：
hc tg l
L
Khc
L i ln 1 d
排水沟间距的理论计算
2．非稳定流沟间距计算 1)不透水层位于有限深时的沟间距
KHt Lπ 4h c0 μln πh ct 1 α 8H 2H ln 1 πL πd
（二）排水沟间距的理论计算 2．非稳定流沟间距计算 2)不透水层位于无限深时的沟间距
第五节 竖井排水技术
２．竖井排水的规划布置 目的：保证较大的出水量和较大的潜水位降深。 原则：根据各地不同的文地质条件，因地制宜进行规划 布置。
1）合理的井深和井型结构
第五节 竖井排水技术
２）井间距的确定原则 井灌井排地区：井的间距一方面决定于单井出水量所 能控制的灌溉面积，另一方面也决定于单井控制地下水位 的要求； 单纯排水地区：井的间距则主要决定于控制地下水位 的要求；
根系呼吸受限，从而生长受到损
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
害的现象.
设计排渍深度：
旱作：0.8～1.3m 水稻：0.4～0.6m
耐渍深度与耐渍时间：
减产甚至死亡
旱作：0.3～0.6m，3～4d 水稻：0.0～0.4m，3～5d
三、防盐碱化对排水的要求
地下水临界深度——在一定
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。
L2
L2
L2
△H D1 ▽ ▽
▽
△h1
▽
▽ ▽
D2 s2
▽h2
S1
L1
排水沟间距的理论计算
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
排除多余的地面径流 排水要求 控制合适的地下水位
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。
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。
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：
100 80
减产量/%
水深30cm 水深50cm
60 40 20 0
0 3 6 9 12
淹水时间/d
农作物耐淹水深和耐淹历时参考表
作物种类
棉花
生育期
开花结铃期 苗期～拔节期 抽穗期 孕穗灌浆期 成熟期 全生育期
耐淹水深(cm)
5～10 2～5 8～12 8～12 10～15 7～10
耐淹历时(d)
第二节 排除地面水的水平排水系统
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。
▽
θmax-θ0
▽
H
大田蓄 水能力
▽
θs
H1
V=H(θ
max-θ 0)+H1(θ s-θ max)
第二节 排除地面水的水平排水系统
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)。
1．暗管的管材
国内外常用的暗管材料分为当 地材料管和塑料管两大类。
灰土管 瓦管 陶瓷管 波纹塑料管
水泥土管
混凝土管
塑料管具有重量轻、耐磨蚀、易于搬运和铺设， 且联结简便等特点，目前在国外已得到广泛采用。 塑料管多由聚乙烯(PE—Polyethylene)和聚氯乙 烯(PVC一Polyvinyl Chloride)材料制成， 后者由于抗压强度大，且造价较低，应用更为普遍。
二、田间排水沟间距
满足除涝排水要求 排水沟间距 遵循成本最小原则
il i ta il I t 1 1
末级排水沟间距为 15～150m；排水沟 深度在0.8～2.3m 之间选取。
i0 (t T )
淹水历时 校核：
1
1
V
大田蓄水能力
V T ( ) 1 t i0
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。
第四节 田间排水系统的布置与结构
一、田间明沟排水系统
毛沟 田间排水沟网 农沟 干沟 输水沟道
支沟
明 沟 排 水 系 统
固定沟道
斗沟 容泄区
一、田间明沟排水系统
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。 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，最大不 得超过0.01。横断面一般为梯形，边坡视土质而定。 为了满足施工和管理要求，沟底宽度一般不小于 0.3～0.5m。