《灌溉排水工程学》教学用讲义.ppt

第七章 农田排水技术 第一节 农田排水方式 排水方式一般有水平排水、垂直排水两种。水平排水主要指明 沟排水和地下暗管排水。垂自排水也叫竖井排水。 一、明沟排水 明沟排水就是开挖排水沟，把地面、地下多余的水排走。 明沟排水分为除涝、防渍和防止土壤盐碱化3种明沟排水系统。 优点：排水速度快、排水效果好； 缺点：工程量大、地面建筑物多、占地面积大、沟坡易坍塌、不 利于交通和机械化耕作。 二、暗管排水 暗管排水是通过埋设地下暗管系统，排除土壤多余水分，降低地 下水位。 优点：排水速度快，降得深，工程量小、地面建筑物少、土地利 用率高，有利于交通和田间机械化作业，能有效地解决水平 不 透水隔层排水问题，可白流排水，节省能源。 多数情况下，暗管与明沟结合使用，其结合情形有如下几种： ①干沟为明沟，支、斗、农管道设为暗管； ②干沟、支沟为明沟，斗、农管道设为暗管； ③部分为明沟，部分为暗管； 三、竖井排水 竖井排水是在田间地面按一定的间距向下垂直开挖井筒来抽水， 在较大的范围内形成地下水位漏斗，从而降低地下水位。 优点：排水效果好，不易再度返盐，可为雨涝季提供库容、旱季 提供水源； 缺点：耗能，运行成本高，使用受地质的限制。 第二节 明沟排水技术 一、田间排水系统的布置 田间排水系统，是指末级固定沟(农沟)所控制的条田内部沟系。 田间排水系统的组成和布置必须根据具体情况，因地制宜地规 划布置。平原和圩区的田间排水系统布置形式如下： (1)灌排相邻布置。 (2)灌排相间布置。 (3)灌排合一。 (4)沟、渠、路、林的配置形式。 排水系统的布置的形式与灌溉系统的布置相一致。 二、排水沟间距的理论计算 1、农田地下水运动的基本方程 在dt 时间内流出dx微段的水量为 ，渗入的水量为idxdt， 地下水位上升 ，则在土壤中存蓄的水量为 由渗入、流出的水量表现为地下水位的变化： 2、稳定流时排水沟间距计算 在雨季，可将两排水沟间的地下水流近似看作稳定流动。 (1)不透水层位于有限深时沟间距计算 不透水层底板与排水沟水面之间的距离H0满足 0 H01/2L , 称为不透水层位于有限深，反之为不透水层位于无限深。 当排水沟底距不透水层顶面有一定距离时，称其为非完整沟。 由于其为稳定流，即地下水位不随时间变化。则： (2)不透水层位于无限深时沟间距计算。 3、非稳定流沟间距计算 在降雨入渗补给阶段，或蒸发阶段，地下水位随时间而变化， 其呈不稳定状态。采用非稳定流理论进行计算。 (1)不透水层位于有限深时沟间距计算。 (2)不透水层位于无限深时沟间距计算。 当不透水层埋深很大时可按无限深计算沟间距。 第三节 暗管排水技术 一、排水暗管的种类及布置 1、排水暗管系统的布置形式 暗管排水系统的布置形式分为单管式排水系统、复式暗管排水 系统和不规则布置形式3种： (1)单管排水系统。 (2)复式暗管排水系统 复式暗管排水系统又分为正交型和斜交型两种： (3)不规则布置形式。 2、管材的选择 国内外常用的暗管材料分为当地材料管和塑料管两大类： (1)灰土管。 (2)水泥土管。 (3)瓦管。 (4)陶瓷管。 (5)混凝土管。 (6)波纹塑料管。 二、排水暗管的间距、深度及流量计算 排水暗管的设计流量计算： 三、排水暗管纵坡与管径设计 1、均匀流的计算公式 (2)波纹管 2、非均匀流的管径计算 非均勺流是指暗管沿程均有地下水流汇人，其首端流量为零， 末端流量达到最大Q1满流，取0.5 Q1作为暗管的平均流量： 4、吸水管外包滤料的设计 应符合下列规定： (1)吸水管周围应设置渗透系数比周围土壤的渗透系数大10倍 以上的外包滤料； (2)外包滤料宜就地取材，应耐酸、碱，不易腐烂、无害、无污 染、施工方便； (3)外包滤料的厚度根据当地实践经验选取。 (4)考虑土壤的淤积倾向。 (5)散铺外包滤料的粒径d15，宜为土壤粒径d15的4倍左右。 (6)各种化纤外包滤料的厚度和滤水防沙性能应通过试验确定。 四、鼠道排水系统 鼠道是指在田面以下利用特制的鼠道犁形成的一种无衬砌的 地下排水通道，其形状与鼠洞相似，截面一般为椭圆形。鼠 道排水系统一般由鼠道直接排水入明沟或与暗管相通，然后 再排入集水明沟。鼠通在垂直剖面上有单层和双层两类。 第四节 竖井排水技术 一、竖井排水的特点及适用范围 竖井是指由地面向下垂直开挖的并筒，也称介井。实行竖井进 行灌溉徘水，具有以下特