农田水利学(7-8) 70页

§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7章田间排水n§7.1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n§7.1作物对农田排水的要求1农田对除涝排水的要求田间积水作物受淹缺氧呼吸产生乙醇作物中毒减产甚至死亡涝——因降水过多,地表积水较深，使作物受淹从而生长受到损害的现象.耐淹程度依作物品种、生育阶段而不同。n§7.1作物对农田排水的要求2农田对防渍排水的要求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减产甚至死亡渍——因地下水位较高，使作物根系呼吸受限，从而生长受到损害的现象.耐渍深度与耐渍时间：旱作：0.3～0.6m，3～4d水稻：0.0～0.4m，3～5d设计排渍深度：旱作：0.8～1.3m水稻：0.4～0.6mn§7.1作物对农田排水的要求3防盐碱化对排水的要求地下水临界深度——在一定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.地下水临界深度与气候、地下水矿化度、土壤质地有关。水分＋盐分盐分累积水分蒸发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。n§7.1作物对农田排水的要求4耕作条件对排水的要求土壤含水率土壤承重能力机械耕作效率地下埋深不小于0.6～0.8m。n§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7章田间排水n§7.2排除地面水的水平排水系统1旱田的蓄水能力n§7.2排除地面水的水平排水系统2田面降雨径流过程n§7.2排除地面水的水平排水系统3田间排水沟距耐淹历时校核：末级排水沟间距为15～150m；排水沟深度在0.8～2.3m之间选取。n§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7章田间排水n§7.3控制地下水的水平排水系统1排水沟对地下水的调控作用地下水变化过程无排水有排水排水沟对地下水位的控制作用上升过程下降过程n§7.3控制地下水的水平排水系统2排水沟深度H为允许地下水埋深；h1地下水位高点与沟水位差；hs为沟水深。水田D=0.8～1.5m；旱田D=1.5～2.0m.Hn§7.3控制地下水的水平排水系统3排水沟间距排水沟深度土壤质地粘土中壤土沙壤土0.8～1.315～3030～5050～701.3～1.530～5050～7070～1001.5～1.850～7070～100100～1501.8～2.370～100100～150——n§7.3控制地下水的水平排水系统3排水沟间距n§7.3控制地下水的水平排水系统3排水沟间距（1）恒定流计算公式H：纵坐标轴,mt：时间dx：横坐标轴mμ：给水度无量纲k：渗透系数m/dε：入渗强度m/d布西捏克方程n§7.3控制地下水的水平排水系统3排水沟间距（1）恒定流计算公式（完整沟与非完整沟）n§7.3控制地下水的水平排水系统3排水沟间距（1）恒定流计算公式非完整沟的沟距计算公式n§7.3控制地下水的水平排水系统3排水沟间距（2）非恒定流计算公式t：排水时间dh0：停雨时的地下水位高出沟水位的值,mh1：排水t时间后地下水最高点高出沟水位的值,mn§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7章田间排水n§7.4排水系统的布置与结构1明沟排水系统固定沟道n§7.4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5～10km3～5km0.5~1km0.2～0.4km0.1～0.2km30～50m长度5～10km3～5km0.5~1km0.2～0.4km0.1～0.2kmn§7.4排水系统的布置与结构1明沟排水系统灌排两用渠道n§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n§7.4排水系统的布置与结构1明沟排水系统农沟纵坡：农沟断面：农沟底宽：4‰～6‰，最大不超10‰梯形，边坡系数1.0～2.50.3～0.5m农沟深度：1.2～1.5m农沟结构设计n§7.4排水系统的布置与结构2暗管排水系统（1）系统组成与布置n§7.4排水系统的布置与结构2暗管排水系统n§7.4排水系统的布置与结构2暗管排水系统（2）暗管排水系统设计吸水管间距集水管埋深与埋深、土质有关，10～150m低于吸水管（连接处）10～20cm吸水管埋深设计地下水埋深＋0.2m埋深越小、土质越粘重则吸水管的间距越小n§7.4排水系统的布置与结构2暗管排水系统（2）暗管排水系统设计吸水管管径1/1000～1/2500，D>100mm吸水管坡度1/300～1/600，D<=100mm管内水的充盈度n§1系统的规划与布置§2除涝设计标准§3排水流量计算§4设计内外水位的确定§5排水沟设计水位、断面设计第8章排水沟道系统n§8.1排水系统的规划与布置排水枢纽工程蓄水设备排水系统外承泄区排水沟系（田间＋输水）n§8.1排水系统的规划与布置n§8.1排水系统的规划与布置斗沟支沟排水沟系农沟干沟农沟以下固定沟道临时沟道n§8.1排水系统的规划与布置（3）经济论证，选取方案，分期实施（2）制定原则，确定标准，拟定方案规划步骤（1）收集资料，摸清情况与原因n§8.1排水系统的规划与布置来水过多：（1）暴雨地面径流；（2）外来地面径流；（3）外来地下径流；（4）灌溉多余及洗盐水量。1排水区的涝渍成因排水不良：（1）出口不畅；（2）沟道不通；（3）管理不善。来水过多排水不良n§8.1排水系统的规划与布置（3）选择承泄区（2）划分排水区规划内容（4）规划布置排水系统，并确定规模（1）布置防洪堤线（6）方案比较（5）预估排水效果n§8.1排水系统的规划与布置（3）选择承泄区（2）划分排水区排水方式（4）规划布置排水系统，并确定规模（1）布置防洪堤线（6）方案比较（5）预估排水效果2排水沟系的布置n§8.1排水系统的规划与布置（3）出口水位低、河床稳（2）高水高排，低水低排布置原则（4）上下级配合良好（1）沟位于低处（6）费省效宏（5）与其它规划相协调2排水沟系的布置（7）外来水不进田n§1系统的规划与布置§2排水设计标准§3排水流量计算§4设计内外水位的确定§5排水沟设计水位、断面设计第8章排水沟道系统n§8.2排水设计标准两方面的内容：A）排除地表多余水量的除涝标准；B）控制农田地下水位的排渍标准。排涝要求排渍要求n§8.2排水设计标准1除涝设计标准（3）设计典型年（2）不受涝保证率表达方式（1）暴雨重现期目前我国采用的方法n§8.2排水设计标准1除涝设计标准排涝时间重现期暴雨除涝设计标准耐淹能力水深、耐淹历时n§8.2排水设计标准1除涝设计标准暴雨重现期的确定5～10an§8.2排水设计标准1除涝设计标准农作物剩余阶段耐淹水深耐淹历时小麦拔节～成熟5～101～2棉花开花、结铃5～101～2高梁孕穗10～155～7灌浆15～206～10成熟15～2010～20n§8.2排水设计标准1除涝设计标准排涝时间的确定旱作：1～3d水稻：3～5dn§8.2排水设计标准1除涝设计标准n§1系统的规划与布置§2除涝设计标准§3排水流量计算§4设计内外水位的确定§5排水沟设计水位、断面设计第8章排水沟道系统n§8.3排水流量计算两种：A）设计排涝流量－沟道断面、建筑物、排力B）设计排渍流量－排渍水位、沟底高程n一、设计排涝流量计算(一)由降雨推求排涝流量式中nn一、设计排涝流量计算(二)国内计算排涝流量常用方法1.排涝模数经验公式法nn一、设计排涝流量计算(二)国内计算排涝流量常用方法2.平均排除法n二、设计排渍流量计算与地区气象特点、土质条件、水文地质和排水系统密度等有关。n§1系统的规划与布置§2除涝设计标准§3排水流量计算§4设计内外水位的确定§5排水沟设计水位、断面设计第8章排水沟道系统n§8.4排水沟内外水位的确定设计内水位（排涝）——排水出口处沟道通过设计排涝流量时的水位.设计外水位——容泄区的设计排水水位.设计内水位（排渍）——地下水的设计排渍水位.?n§8.4排水沟内外水位的确定我国部分地区设计外水位n§8.4排水沟内外水位的确定(1)涝区设计降雨与承泄区同频率遭遇的可能性较大时，选取与涝区暴雨重现期相应的外水位。1外水位的选择标准(2)涝区设计降雨与承泄区同频率遭遇的可能性不大时，选取多年平均的外水位。n§8.4排水沟内外水位的确定(1)涝区设计降雨与承泄区同频率遭遇的可能性较大时，选取与涝区暴雨重现期相应的承泄区排涝时段的平均情况。2水位特征期的选择原则(2)涝区设计降雨与承泄区同频率遭遇的可能性不大时，选取排涝时段平均高水位多年平均。n§1系统的规划与布置§2除涝设计标准§3排水流量计算§4设计内外水位的确定§5排水沟设计水位、断面设计第8章排水沟道系统n§8.5排水沟设计水位及断面确定1排水沟的设计水位两点要求：A）沟道能够通过设计流量；B）满足地下水位控制要求。排涝要求排渍要求n§8.5排水沟设计水位及断面确定1排水沟的设计水位（1）排渍水位（日常水位）n§8.5排水沟设计水位及断面确定1排水沟的设计水位（1）排渍水位（日常水位）排水沟需要经常维持的水位，以控制地下水位，满足防渍或防盐碱化的要求。Z排渍为干沟沟口的排渍水位；A0为最远处低洼地面高程；D农为农沟水位离地面距离；L为农沟水位离地面距离；i为水面比降;dZ为局部水头损失.n§8.5排水沟设计水位及断面确定1排水沟的设计水位（2）排涝水位（最高水位）排水沟宣泄设计排涝流量时的水位。n§8.5排水沟设计水位及断面确定1排水沟的设计水位（2）排涝水位（最高水位）A）承泄区水位较低，按排涝流量计算；B）承泄区水位较高，长期顶托难以自流，若无内排站，则最高水位离地面0.2~0.3m;或有内排站，则最高水位可高于地面，筑堤。沟断面满足除涝设计流量、蓄涝要求n§8.5排水沟设计水位及断面确定2排水沟断面设计排水沟设计流量、设计水位排水沟断面尺寸水深底宽边坡形状n§8.5排水沟设计水位及断面确定2排水沟断面设计(1)过水断面的确定恒定均匀流公式排水沟断面尺寸比降流速糙率n§8.5排水沟设计水位及断面确定2排水沟断面设计(1)过水断面的确定n§8.5排水沟设计水位及断面确定2排水沟断面设计(1)过水断面的确定n§8.5排水沟设计水位及断面确定2排水沟断面设计（2）排水沟断面校核排水沟断面尺寸养殖沟蓄灌溉通航校核底宽