《灌溉排水工程学》教学用课件第七章

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；暗管排水系统的组成：包括吸水管、集水管、闸阀、排水口。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：通过任一断面的流量式中：α称为导压系数或水位传导系数；K：为渗透系数；H：为从不透水层到地下水位的含水层厚度：i：为入渗强度。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<H0<1/2L,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：式中：hc:两排水沟中间处水位上升值,:含水层平均厚度；α为非完整沟修正系数；d为采用明沟时的沟内水面宽、采用暗管时为暗管直径。(2)不透水层位于无限深时沟间距计算。设排水沟间距一半为l，通过断面x总流量q应等于在排水沟间距中心点至x点间的总入渗量，即；不透水层底板与沟水面之间的距离H0>L/2的情况。进入排水沟(暗管)流量由排水沟水面线(排水暗管中心线)以上部分来水q1和以下部分来水q0组成。稳定流条件下，距排水沟距离x处的流量q1、q0为：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。上式对于完整沟的情况完全适用，对于非完整沟可同样采用与稳定流相似的方法，采用非完整沟修正系数α进行修正。(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。第三宋节倚暗禁管排布水技可术一、绵排水撑暗管绳的种胳类及慕布置1、衔排水效暗管虫系统娃的布挥置形使式暗管侨排水编系统钩的布坊置形护式分截为单债管式侨排水旗系统侮、复祥式暗矿管排券水系统确和不浸规则茅布置花形式栏3种歇：(1服)单沿管排因水系阳统。(2跑)复退式暗幕管排横水系肿统复式池暗管巨排水旁系统富又分营为正萌交型晓和斜驼交型粘两种法：(3讲)不售规则屋布置厕形式甜。2、控管材侨的选割择国内陡外常推用的刺暗管以材料作分为签当地书材料搁管和谷塑料裤管两锄大类赤：(1蚁)灰气土管沾。鸟(2器)水浊泥土惨管。(3固)瓦火管。纠(闸4)所陶瓷取管。(5握)混港凝土隐管。集(刮6)飞波纹微塑料森管。二、撑排水狭暗管伤的间瓜距、灭深度敬及流原量计辉算排水查暗管费的设办计流总量计万算：三、猴排水追暗管陡纵坡岩与管霞径设察计1、暮均匀居流的临计算础公式公式龙中有核未知乱量λ茅，按迹管壁绞不同怖，有就不同乓的计冒算公取式：巨1、危光壁植管：(2盏)波刻纹管满管过流兆R吃=d禽/42、在非均势匀流原的管集径计籍算非均赢勺流舅是指倍暗管赶沿程错均有析地下香水流垃汇人测，其跪首端莲流量岁为零股，末端细流量狡达到寇最大患Q1满流育，取昌0.打5仙Q1作为床暗管酱的平悔均流徐量：在排算水实至际设雨计中忌需解津决的音问题骄分为解以下冤3种晒：(1翠)已皇定L艺、j，确脊定需婚要的忠管径d；(2仰)已盼定j、d,节确请定最马大管灭长L恰；(3看已定j、L们、d，演乐算暗寄管两扇端及驳沿程窝是否堪超压扒。3、叼排水辉暗管截的水行力计船算吸水鸣管、符集水涌管的减内半哑径计贺算：相应栽的流巨速：4、拜吸水择管外姑包滤予料的挠设计应符凭合下想列规雅定：(1敢)吸爸水管伟周围栋应设拜置渗覆透系带数比摧周围童土壤廊的渗踏透系烛数大蜡10黑倍以上茂的外应包滤智料；(2凶)外螺包滤众料宜以就地断取材片，应蕉耐酸沿、碱质，不希易腐淘烂、农无害路、无涂污染、慢施工连方便攻；(3享)外寇包滤比料的筒厚度倡根据贵当地拦实践订经验这选取些。(4予)考乐虑土屠壤的斤淤积去倾向借。(5附)散垂铺外怒包滤亲料的爹粒径粥d1射5，枕宜为习土壤静粒径赢d1岸5的挺4倍坟左右私。(6堤)各亏种化触纤外孤包滤馆料的渐厚度秀和滤剪水防笼沙性援能应必通过热试验诸确定齿。四、炮鼠道琴排水搬系统鼠道员是指吹在田杂面以活下利品用特邪制的偷鼠道慎犁形搅成的滨一种南无衬告砌的地下冤排水院通道死，其肾形状筋与鼠圈洞相具似，锐截面幕一般由为椭代圆形华。鼠道排阳水系热统一窑般由计鼠道殖直接汗排水勤入明杆沟或广与暗吨管相也通，设然后再排暮入集拼水明胆沟。学鼠通选在垂钞直剖咳面上筋有单希层和捉双层胞两类页。单层煌鼠道挨排水钉系统浅层再：深男度0惨.3鸽~0巾.5煮m，膀排除念浅根假作物强层间末积水唉。中层劣：深驻度0兴.5糕~0杜.7睡m，桨排除遵深根尽作物洒层间祸积水衰。深层司：深兔度0拜.7异~1除.0朋m，逮降低瓜地下嫁潜水帐位。第四植节粮竖井留排水华技术一、初竖井吩排水救的特留点及娱适用共范围竖井是指毯由地旅面向草下垂仙直开版挖的宵并筒购，也谁称介糕井。悟实行罩竖井摔进行灌级溉徘现水，银具有恳以下肾特点随：1、司降低悉地下苍水位圆，防灯止土愈壤返滔盐2、毙防涝垦防渍饭、增耍加抗壮旱灌改溉水赶源3、高抽咸加补淡权、改旱善水别源二、烦竖井戴的规翻划布毯置1、仓选取劝合理拐的井玩深和冰井型览结构(1你)含舟水层播较浅穗，应澡用浅复井筒锅；(2补)若玻上部王含水落较差恒而下阴部有洗良好列的含从水层壤，水乌井应棚打至新下部使；(3银)若免出水望量小殃，可药以考跃虑采系用辐扎射井解。2、月井距护的选商定及撤井群做布置①利舌用竖级井单渐纯排弹水地矩区，翻井的透间距头主要纷决定莲于控军制地捡下水位的锅要求费。②如穗果有双地面毕水灌罚溉水穿源并桌实行店井渠拔结合询，井礼的间蜡距决续定于单井拘出水爸量所电能控贤制的钉灌溉斑面积棉和冲丽洗改比良盐鱼碱地指时要负求的单井锋控制厅地下旋水位喜。竖井宜在平打面上麦的布圣置有咳等边砌山角棕形、坑正方叛形两萍种：在井掘群同庆时抽糕水时缝，在诊其干须扰范霜围内斯，任坏一井坡水位统的降橡深，眉采用各亭井在荷单独兴抽水粉时对贿该井具所引控起动座水位泪降深逆的迭挂加法植计算箭。采用外泰斯臣公式盗进行骂计算纹：对于政大面臂积均猛匀布调井实门行竖纲井排呈水的玻情况省，每话个单琴井控理制相转同的姥面积碰，在障这一爹面积不内各犯点地笋下水约位降断深的冶大小呆仅与班单井寄控制火区有及关。猫在水蜂井抽怕水时举间较矩长时有，任潮一点摧处地制下水咸位下盘降深旬度S的计红算式路为：第五疗节丙防治复土壤男盐碱欢化的让水利扔技术一、毯土壤惰水盐勺平衡野方程匪与水稿利改皱良盐分无在土肿壤中蛾的运把动对流射：盐层分随啊土壤成水分疼运动瞎而运恼动的兼过程美。水动剖力弥仆散分子刺扩散热：由乓盐分观浓度皮引起蔑的分缺散现偶象。机械没弥散寇：由辰于土响壤孔爬隙介抱质在亚微观唉分布腰不规轮则性仿造成喷的流葵速变岭化而缘瑞引起摄盐分钉分散讯现象倦。盐分斑的分迹子扩拦散：盐分放的机拼械扩滩散：盐分论的水芽动力葵弥散畜过程风由盐分泽的分瞒子扩根散和宵机械纤扩散清组成绕：盐分威的对铸流，度通量Jc为溶御液浓捉度与手流量蠢的乘储积：盐分眼在水欠动力哈弥散形和对巾流的加共同愤作用帝下，打盐分架总通烘量为亩：溶质何储存伐量在芹时间卧上的制变化比率，简数量燃上与才通量箩在空领间上名的变罪化率，扎符号订相反尾：若用幸水冲扶洗盐对碱地车，其挂方程击为：临界宇条件谎为：二、贪冲洗艺定额吉及水驳利技疤术措乏施预防轨灌区胡土壤咐次生顾盐碱土化的院关键咳在于亭控制器地下省水位旺。盐碱包地进膀行改卖良的足水利起工程绩措施笨有排迹水、科灌水碑洗盐抱、引窃洪放煮淤：1、伸明沟站排水排水踪蝶是改川良盐竞碱地案的根驼本性皇措施歼，其封作用编有：(1委)加窃速排死出地良下水事中的她盐分朗；(2遵)降贡低地调下水嫩位，祖防止捐土壤箩积盐就、地渴表返监盐；(3典)排涌涝，竿调节够区域钞水文企状况且。2、底井灌悟井排井灌降井排毕具有注如下误的优葬点：(1拔)洗岗盐速包度快厉、脱常盐效播率高妻；(2舟)有夕效降竖低地楼下水搬位，晋腾出菊地下感“库玩容”备；(3成)抽们咸补跑淡，巷加速修地下豪水淡予化。3、悲灌水去冲洗灌水倡冲洗崇就是讽把水京灌到乞盐碱是地，哀使土谱壤盐夏分溶吉解，博通过等水在月土壤中的币渗透棚，自庭上而流下地构把土止壤中峡的次欢生盐撑碱淋形洗下霞去，驴渗入圆排水沟加按以排祖除。光灌水停冲洗贺有以交下两铸种情帮况：(1庄)盐贫碱荒陆地开状垦前挑的冲退洗。使用豪大定剥额的惊冲洗涌水，副使1烟m土只层中妄的含遮盐量直降低沉到作敞物能慌正常舍生长的倒范围混内。煤此时炭土壤温含盐乒量称高为冲洗扶脱盐蚊标准。为了事