第四节 田间排水系统

集水管（沟）。汇集吸水管积水，并输送至下一级排水 检查井。设在吸水管与集水管相交处，用于冲沙、清淤 吸水管。埋设于田间，由进水孔接受土壤中的多余水分 沟，在吸水管与集水管连接处设有出口建筑物（如闸阀 集水井，集水不能自排时，由水泵抽排至下一级排水沟 和管道检修。 等），防止水流冲刷集水沟
二、地下暗管排水系统
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优点： 少用耕地，土地利用率高 有利于机耕 无坍塌和长草 易管理，节省劳力 土方工程量小，便于机械化施工 缺点：造价高，一次性投资大 已成为排水的一种发展趣势。 目前全国暗管排水90万亩，鼠道排水60万亩， 国外暗管排水已占排水面积的70％以上。
二、地下暗管排水系统
• 双层鼠道系指布设在深、浅不同深度上，形成两 个水平层次的地下排水系统。 • 按剖面布置可分为同一剖面不同深度的双层鼠道 和深浅相间的双层鼠道两种。双层鼠道排水效果
三、鼠道排水
• 5、坡度与长度
• 为了防止鼠道因阻水而破坏，鼠道应有一定坡降， 但坡度过大将引起冲刷，安全坡降以在0.2％一3 ％范围之内为宜。 • 如地面坡降在以上范围之内，鼠道坡度可采用地 面坡度。 • 为了防止旱作过度排水和发生冲刷或稻作季节保 持田面水层，鼠道出口应有控制阀门，也可用简 单的控制方法，在出口插入长2—3m暗管，在需 要停止排水时用管塞塞住管口。 • 鼠道的长度与反复充水条件下土壤的稳定性、鼠 道的坡降、土壤的均匀性和施工条件有关，常根
第四节 田间排水系统的布置与结 构
毛沟 田间排水沟网 农沟 干沟 明沟排水系统 输水沟道 支沟 排水系统 斗沟 固 定 容泄区 沟 道 暗管排水系统
• 田间排水系统的布置主要指平面位置(L是满足 D的L) • 田间排水沟的间距：既要满足除涝又要满足除 渍和防止盐碱化要求 • 一般：L涝碱>L渍（地下水运动慢要求间距小） • D涝碱<D渍（利用排水沟控制地下水位埋 深） • 田间排水布置原则 • 田间排水系统应与灌溉系统结合布置 • 田间排水系统应结合当地的具体情况合理布置
三、鼠道排水
• 3、排水原理 • 鼠道犁通过时浅层土壤由于剪力作用被挤压向前、 向两侧和向上移动，形成一个与地面呈45度的破 坏线，使土壤形成缝隙，导水率增大，土壤水沿 缝隙进入鼠道 • 鼠道直接排水入明沟和暗管，进而排入集水明沟 优点：不占地，省工省料
缺点：深度浅（0.8-1.0）， 仅能满足水稻排水，不能 满足麦类排水，仅适用于 粘质土，砂质土淤塞塌陷
三、鼠道排水
• 4、组成
三、鼠道排水
• 垂直： • 单层鼠道按其深度可分为三种： • 浅层鼠道深度一般0.3—0.5m，间距为1一3m，由于 犁刀缝穿透犁底层，洞孔在犁底层以下,有利于排除层 间滞水，适用于浅根作物； • 中层鼠道深度为0.5一0.7m，间距为2—4m，有利于 排除根层滞水； • 深鼠道深度为0.7一1.0m，间距3—5m，除排除土壤 滞水外也可起到降低潜水位的作用。目前我国采用较 多的是0.5一0.7m深的鼠道。
二、地下暗管排水系统
• 3）按集水管接纳吸水管的汇流方式 • 单向布置：采用单向布置时集水管只接纳一侧 吸水管的来水。 • 适用：在地面坡度较大，或受田块及其他条件 限制时采用这种形式。 • 双向布置：是一条集水管(沟)汇集两侧吸水管 的来水，这种布置可以扩大集水管控制面积， 减少集水管的条数 • 适用：在地势平坦的平原地区多采用这种形式。
一、竖井排水的优缺点
一、竖井排水的优缺点
• 1、降低地下水位，防止土壤返盐 • 由于水井的排水作用，增加了地下水人工排泄。 地下水位的显著降低，有效地增加地下水埋深， 减少了地下水的蒸发，因而可以起到防止土壤返 盐的作用。 • 2、腾空地下库容用以除涝防渍 • 汛前抽灌，腾空库容汛期存蓄入渗雨水提高水利 用率 • 避免因入渗造成的地下水位过高达到防渍目的 • 降低土壤含水率，增加蓄水能力和降雨入渗速度 防止淹涝 • 3、促进土壤脱盐和地下水淡化
二、地下暗管排水系统
• （二）暗管排水系统的设计 • 暗管的设计包括暗管深度和间距的确定，管材 和外包材料的选择，管径和坡降的确定等。 • 田间末级排水管(沟)深度和间距的确定己在前 面进行了介绍，以下仅对暗管设计的其他问题 进行论述。 • 1、暗管的材料 • 当地材料：瓦管、石屑水泥管、水泥土管 • 塑料管：PE、PVC波纹管 • –开孔面积每米管上不少于800mm2 • –我国常用的有内径55mm和70mm两种，壁厚
吸水暗管
检查井
集水管（沟）
• 斜交： • 吸水管与集水 管呈锐角斜交 连接。 • 集水管沿洼地 轴线布置，吸 水管获得适宜 的纵坡。 • 适用于地形比 较开阔，洼地 两侧坡度一致
二、地下暗管排水系统
• 不规则布置： • 需局部进行排 水时
二、地下暗管排水系统
• 适用于地形复 杂，排水区孤 零分散，或导 出散状泉情况
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3、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： –防止土壤颗粒进水暗管，以防堵塞， –改善暗管的渗水能力。 滤层：充填在暗管周围，主要用于防止土壤中的细颗 粒进入暗管的外包层一般称为滤层； 裹层：主要用于改善暗管的渗透性能而放置在暗管上 部或周围的外包层称为裹层。 材料： –有机材料－稻草、稻壳、麦秸、锯末等。 –无机材料－砂、碎石
二、地下暗管排水系统
• 2、铺设暗管 • 暗管可以铺设在人工或机器开挖的沟槽中， 也可以直接用机械埋设在土壤中而不需要先开 挖沟槽。采用开沟埋管的方法进行施工时包括 以下过程： • ①开挖沟槽； • ②铺设暗管和外包滤料； • ③回填沟槽。 • 沟槽的开挖和暗管与外包滤科的埋放可由机械 连续作业完成。在劳力较多，缺乏机械或排水 面积较小的地区多采用人工埋管。利用机械开
第五节 竖井排水
Q Q Q Q Q
一部分是由于水井(或井群) 长期抽水，地下水补给不及， 消耗一部分地下水量，在抽 原地下水位 水区内外产生一个地下水位 下降漏斗而形成的，称为静 水位降。
静水位降
动水位降
另一部分是由于地下水向水井汇 集过程中发生水头损失而产生的。 距抽水井愈近，数值愈大，在水 井附近达到最大值，此值一般在 3—6m以上。在水井抽水过程中 形成的总水位降为动水位降
二、地下暗管排水系统
• 4、暗管管径和坡降的设计 • 根据《灌溉排水设计规范》主要包括以下步骤： • 1）设计流量的计算
二、地下暗管排水系统
Q CqA
• • • •
Q——排水暗管设计流量 C——排水流量折减系数，与控制面积有关 q——地下排水强度，m/d A——排水暗管控制面积
• 2）吸水暗管和集水管的内径
三、竖井的规划布置
• 2、砂层埋深在地表以下一定深度，但砂层以 上无明显的隔水层时，为了使单井保持一定的 出水量，水井可打至含水砂层，抽水时虽然出 水量的一部分来自下部砂层，但由于上部土层 无明显的隔水作用，大面积抽水时潜水位也可 随之下降，因此，可以保证形成一定的潜水位 降深和浅层地下库容，有利于承受上部来水、 促进土壤脱盐和地下水的淡化。 • 3、上部土层透水性较差，且在相当深度内又 无良好砂层时，为了保证水井有较大的出水量 和地下水位有较大的降深，必须选取适当的井 型结构，如大口井、大骨料并、辐射井、梅花
第四节 田间排水系统的布置与结 构
• 1、田间明沟排水系统布置形式 • 1）灌排两用 • 条件：田间渠系仅负担灌溉和除涝的任务，即 无控制地下水位和防渍要求时或有控制地下水 位的任务，但排水沟间距在200～300米以上 时。 • 布置： • –田间灌排渠系全部（毛渠、输水垅沟）结合 使用。 • –部分（即输水垅沟）灌排结合使用。
吸水暗管
田埂
• （一）暗管排水系统组成和 布置 检查井 • 1、暗管排水系统组成
集水管（沟）
集水井
排水沟
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2、暗管排水系统布置的基本形式 1）按吸水管与集水管连接形式 正交： 吸水管与集水管集水井 呈直角正交连接。 适用于地形平坦 田块规整的平区 排水沟
二、地下暗管排水系统
• 2）按暗管系统组成分 • 单级暗管排水：单级暗管排水，仅在田间一级采 用吸水暗管，集水则采用明沟 • 优点：布置简单、 • 施工容易，投较少、 • 便于检查和清理 • 缺点：出口众多 • 易于损坏
二、地下暗管排水系统
• 多级暗管：多级 暗管排水系统则 是除吸水管外， 还有l一2级以上的 集水暗管，这种 系统又称为组合 系统 • 优点：省地，便 于机耕，省维护 • 缺点：发生堵塞， 影响范围大，不 便于维修，投资
二、地下暗管排水系统
d1 2(nQ / 3i ) d 2 2(nQ / i )
3 8 3 8
• 3）排水暗管比降i应满足管内最小流速不低于 3.0m/s的要求 • d<=100mm,i 1/300-1/600 • d>100mm, i 1/1000-1/1500 • （三）暗管施工 • 1、定线 • 在暗管的首末两端用桩定出中心线位置，在暗 管的长度较大时中间每隔20m加桩。测定各木 桩顶高程，并将桩顶至沟槽底的开挖深度标注 在相应的木桩上。
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• • • •
纵坡：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0.004一 0.006，最大不得超过0.01 横断面：横断面一般为梯形，边坡视土质而定。 砂性小，粘性大 沟底宽：为了满足施工和管理要求，沟底宽度 一般不小于0.3一0.5m 3、优缺点 优点：施工容易，费用低 缺点：开挖工程量大，易坍塌、淤积和易生杂草，
二、地下暗管排水系统
二、地下暗管排水系统
• 2、管材的选择 • 1）原则：因地制宜、就地取材、技术可行、 经济合理 • 技术性能 • 化学性能：管材应耐酸碱、耐腐蚀 阻力系 • 物理性能：满足一定抗压强度和透水性能的要 进入暗管的单位 数 管长流量 求 进水水头损 • 2）选用指标：水头阻力系数 失 暗管外包材料的 • 由于在水流通过有限的进水孔或管间缝隙进入 导水率 Q he 暗管，因而产生一定的水头损失，这一损失的 k 大小决定于进水面积的大小。为了比较各种管
一、田间明沟排水系统
一、田间明沟排水系统
农 渠
斗 渠
农 渠 毛 输水垄沟 渠 毛 沟 农 沟
毛 渠
输水垄 斗 沟 沟 农 沟
毛渠和输水垄沟，既灌又排， 全部灌排两用
仅输水垄沟既灌又排，毛渠输水灌 溉，毛沟排水，部分灌排两用
一、田间明沟排水系统
未级排水沟间距在30一50m以下， • 在要求控制地下水位的末级 2）控制地下水位要求（防渍）布置形式 则在农田内部采用两级排水沟(毛 排水沟间距为100—150m时， 沟、小沟），这种情况，排水沟 • 条件：土质粘重，要求控制地下水位的排水沟间 则在田间可以仅设毛沟 间距很小，不便机耕，因此，最 好用暗管排水。 距较小。田间内部尚须有1～ 2级排水沟。 100-150
100-150
垄 沟
农 沟
400-800
斗 渠 • 布置： 农 毛 渠 输渠 毛 沟 水
斗 沟 300500
斗 渠 农 毛 小 渠 渠 毛 沟 输 30-50 沟 农 水 沟 垄
沟
斗 沟 300500
末级田间排水沟应大致平行等高线布置，以利地表 径流的排除
• 2、明沟技术参数
•
一、田间明沟排水系统
二、地下暗管排水系统
• 1、定义：指在田面以下用特殊设备形成的一种地下 排水通道 • 2、鼠道犁 • a、带有犁刀的联结板，其作用是将鼠道犁与拖拉机 相连接，并且开土层；b安装在联结板下端的尖形钻 孔器(或称弹头)，长30一65cm，直径5—10cm，用 以将土壤钻开小洞；c、挤压器是用铁链拖拉在弹头 后面的圆柱形扩孔器，其作用是将弹头初步钻成的 土洞挤压扩大。

二、竖井排水的作用
• （一）合理的井深和井型结构 • 为保证一定的降深、地下水库容和较大出水量， 水井要有合理深度 • 井型结构也影响出水量和降深 • 需要根据水文地质条件和井的作用合理确定井深 和井型结构 • 在实际中有以下几种情况： • 1、在浅层有较好的砂层或虽无良好的砂层，但土 壤透水性较好(例如裂隙粘土等)的情况下可以打 浅机井或真空井，井管自上而下全部采用滤水管， 在这种情况下，一般可以保证有一定的出水量和 潜水位降深。