农田水利学：7章田间排水系统

二、农田对防渍排水的要求
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
³Í ð ï Þ Â º ¨ ¡ Ï Á ï ® Ê µ ½
È Ò ú ý Å Ú ¨À º å Å Ú » °Ñ Ó ¹ ï Í °¼ Ú Å Ú » °Ñ Ó ¹ ï ¸ Ë È ì Å Ú
盐碱化地区末级排水沟的沟深和间距
Ì À ¸ µ » ä Ì À ¸ µ » ä
Õ É È î ½ ´ Õ É È î ½ ´
Ô Õ ³ É Ì À 1.2 1.4 1.6 1.8 160¡ « 200 220¡ « 260 280¡ « 320 340¡ « 380 µ Õ Æ É Ì À 2.1 2.3 2.5 3 300¡ « 340 360¡ « 400 420¡ « 470 580¡ « 630
当排水沟间距较小时，大量占用耕地， 严重影响机耕
暗管排水系统的组成 吸水暗管 田埂
检查井
集水管（沟） 集水井 排水沟
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
瓦管
石屑水泥管 水泥土管 陶管
塑料管
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。
一、排Leabharlann Baidu沟对地下水位的调控作用
有排水时 无排水时
0
地下水埋深 时间
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
Δh2 ΔH Δh1 L1
L2
L2
D2
南方排水暗管埋深与间距经验数值
Ì Ç À ¿ Õ É µ Ö ø Ì È · Î µ É ý (m/d) î ¶ È Ç (m) 0.8 1 1.2 1.5 Ô Ì ³ À » £ 0.3 6« ¡ 8« ¡ 10« ¡ 12« ¡ 8 10 12 15 Ç Ì ¿ À °Ç È ¿ 0.3« ¡ 0.6 0.1« ¡ 1.0 ä ½ » ´ (m) 8« ¡ 10 10« ¡ 12 10« ¡ 12 12« ¡ 15 12« ¡ 15 15« ¡ 20 15« ¡ 20 20« ¡ 30
ª Æ Ñ ï µ Ã Ä Ê ® É ±» ä (d) µ Ö Î Á Ê ® Á ñ È î (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。
D1
S1
S2
D H h S
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 a kH
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
µ î ¸ È £ ¨ m£ © 1.0¡ « 1.3 1.3¡ « 1.5 1.5¡ « 1.8 1.8¡ « 2.3
Ô Ì ³ À 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
淹水深度0.5m
20
40 60 80 100 减产百分数（%）
Å Ú Ì ® Ð Ê È î ¶ Ç £ ¨ cm© £ Ó É Ï í Ì Ð Ê ® ¿ ú É ±£ ¨ d© £ å Å À Ú 5« ¡ 10 1« ¡ 2 È É ³ ì 10 1 Ú Å 8« ¡ 12 1¡ « 1.5 ¬ Å ¼ Ú 8« ¡ 12 1.5« ¡ 2 Ú Å 10« ¡ 15 2« ¡ 3 Ú Å 6« ¡ 10 2« ¡ 3 Ú Å 15« ¡ 20 5« ¡ 7 Ú Å 20« ¡ 30 9« ¡ 10
µ ¿ Æ Ç º î 50¡ « 70¡ « 100¡ «
È Ç ° ¿ 70 100 150
Õ Ç Ï ¿ Õ Ç Ö ¿ º î Ô ³ Ì À 35¡ « 50 20¡ « 35 50¡ « 70 35¡ « 50 70¡ « 100 50¡ « 70 100¡ « 150 70¡ « 100
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）
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。
I i0 (t T )
降雨历时
1
V
V t T i0
1 1
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 南方地区: 农沟:100-200m
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 输水垄沟 农 渠
斗 渠
毛 渠
斗 沟
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。 当末级排水沟间距为 100-150m时，设一级田 间排水沟（毛沟）。
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
一、农田对除涝排水的要求
12 10 淹水天数（d） 8 6 4 2 0
淹水深度0.3m
淹水时间
淹水深度
ðÍ ³ ï Þ Â ¡ Ï ñ Ò Õ ¿ ´ ú Ò È ý ¨ ª º ¾ º ¨¼ µ ï Á Õ À ² Þ Õ À ³  é ë ³ Ê Ï Ê Ó ë ¸ ´ È É ³ ì ® µ Ê ½ Õ ²Þ À Í °¼ Ú Ï Ê Ó ë
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
投资省、用工少、见效快、效益高。
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
大田蓄水能力 田块内部拦蓄雨水的能力
V H ( max 0 ) H1 ( s max )
降雨前地下水埋深 降雨后地下水 允许上升高度
V H ( max 0 ) H1
一、田面降雨径流过程 I
I
水 层 深 0 降雨历时 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。
Ö Î µ Á Ê ® ï ¾ º ¯ ¶ Ç (g/L) È °Ç ¿ £ » 2 1.8¡ « 2¡ « 5 2.1¡ « 5¡ « 10 2.3¡ « £ ½ 10 2.6¡ «
Ì À 2.1 2.3 2.6 2.8
Ç Ì ¿ À 1.5¡ « 1.7 1.7¡ « 1.9 1.8¡ « 2.0 2.0¡ « 2.2
斗 渠 毛渠 毛沟
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 小 毛渠 毛沟 沟
输 水 垄 沟
30-50
100-150
斗
沟
400800
输 水 垄 沟
农 沟
100-150
农 渠
农 渠
农 沟
斗
沟
300-500
300-500
二、地下暗管排水系统
明沟排水：易坍塌、易淤积、易生杂草