第七章 田间排水系统

第七章田间排水系统第1页，课件共65页，创作于2023年2月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2页，课件共65页，创作于2023年2月一、农田对除涝排水的要求第一节农作物对农田排水的要求淹水时间淹水深度20406080100024681012减产百分数（%）淹水天数（d）淹水深度0.3m淹水深度0.5m第3页，课件共65页，创作于2023年2月二、农田对防渍排水的要求第一节农作物对农田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第4页，课件共65页，创作于2023年2月二、农田对防渍排水的要求第一节农作物对农田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第5页，课件共65页，创作于2023年2月二、农田对防渍排水的要求第一节农作物对农田排水的要求30cm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。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第6页，课件共65页，创作于2023年2月第一节农作物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第7页，课件共65页，创作于2023年2月第一节农作物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第8页，课件共65页，创作于2023年2月北方地区采用的地下水临界深度（单位：m）第一节农作物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——地下水临界深度三、防止土壤盐碱化和改良盐碱土对农田排水的要求第9页，课件共65页，创作于2023年2月第一节农作物对农田排水的要求四、农业耕作条件对农田排水的要求履带式农业机械：0.4-0.5m轮式农业机械:0.5-0.6机械耕作要求的地下水最小埋深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%第10页，课件共65页，创作于2023年2月第二节排除地面水的水平排水系统一、田面降雨径流过程二、田间排水沟间距第11页，课件共65页，创作于2023年2月第二节排除地面水的水平排水系统大田蓄水地表排水第12页，课件共65页，创作于2023年2月旱地大田蓄水第二节排除地面水的水平排水系统地下水面以上的土层蓄水补充地下水第13页，课件共65页，创作于2023年2月大田蓄水能力田块内部拦蓄雨水的能力降雨前地下水埋深降雨后地下水允许上升高度第二节排除地面水的水平排水系统第14页，课件共65页，创作于2023年2月第二节排除地面水的水平排水系统一、田面降雨径流过程水层深0降雨历时排水历时时间II第15页，课件共65页，创作于2023年2月二、田间排水沟间距第二节排除地面水的水平排水系统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。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。降雨历时允许淹水时间(地面排水时间)第16页，课件共65页，创作于2023年2月北方地区:农沟:150-400m毛沟:30-50m南方地区:农沟:100-200m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第二节排除地面水的水平排水系统第17页，课件共65页，创作于2023年2月第三节控制地下水位的水平排水系统一、排水沟对地下水位的调控作用二、控制地下水位要求的排水沟（管）的深度和间距三、控制水田渗漏量要求的排水沟（管）的间距第18页，课件共65页，创作于2023年2月第三节控制地下水位的水平排水系统一、排水沟对地下水位的调控作用0时间地下水埋深无排水时有排水时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第19页，课件共65页，创作于2023年2月二、控制地下水位要求的排水沟（管）的深度和间距第三节控制地下水位的水平排水系统D1L1S1Δh1ΔHL2L2L2D2S2Δh2ΔH满足一定排水要求的排水沟深度和间距有着密切的关系第20页，课件共65页，创作于2023年2月第三节控制地下水位的水平排水系统设计农沟时，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，也可通过计算确定第21页，课件共65页，创作于2023年2月第三节控制地下水位的水平排水系统控制地下水位的田间排水沟间距南方排水暗管埋深与间距经验数值第22页，课件共65页，创作于2023年2月第三节控制地下水位的水平排水系统盐碱化地区末级排水沟的沟深和间距第23页，课件共65页，创作于2023年2月第三节控制地下水位的水平排水系统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第24页，课件共65页，创作于2023年2月不透水层位于有限深时地下水运动基本方程的推导LεHL/2x0hx第25页，课件共65页，创作于2023年2月0HxxdxqHt1t2εdx地段dt时间内水量平衡第26页，课件共65页，创作于2023年2月地下水非稳定流运动基本方程导压系数（水位传导系数）第27页，课件共65页，创作于2023年2月恒定流计算公式LεH0hxH0hc第28页，课件共65页，创作于2023年2月第三节控制地下水位的水平排水系统恒定流情况下的求解基本方程边界条件第29页，课件共65页，创作于2023年2月第三节控制地下水位的水平排水系统完整沟的排水沟间距第30页，课件共65页，创作于2023年2月非完整沟的间距第三节控制地下水位的水平排水系统第31页，课件共65页，创作于2023年2月非完整沟的间距第三节控制地下水位的水平排水系统非完整沟修正系数第32页，课件共65页，创作于2023年2月第三节控制地下水位的水平排水系统明沟水面宽或暗管直径非完整沟的间距第33页，课件共65页，创作于2023年2月0hxLH0h1非恒定流计算公式第三节控制地下水位的水平排水系统h0xL/2一次降雨后地下水位回落过程的非恒定流计算第34页，课件共65页，创作于2023年2月非恒定流计算公式第三节控制地下水位的水平排水系统初始条件边界条件基本方程第35页，课件共65页，创作于2023年2月第三节控制地下水位的水平排水系统非恒定流方程的解第36页，课件共65页，创作于2023年2月第三节控制地下水位的水平排水系统排水沟中间点，非恒定流条件下完整沟的间距非完整沟的情况下，用非完整沟修正系数修正第37页，课件共65页，创作于2023年2月第三节控制地下水位的水平排水系统不透水层位于无限深时恒定流基本方程速度势L/2hcyε第38页，课件共65页，创作于2023年2月在有均匀入渗强度ε的情况下，有第三节控制地下水位的水平排水系统两沟中间一点地下水位与沟水位差明沟水面宽或暗管直径不透水层无限深，恒定流情况下的排水沟间距第39页，课件共65页，创作于2023年2月第三节控制地下水位的水平排水系统非恒定流计算公式采用变换瞬时稳定过程的方法推求任一时间的地下水面和排水流量近似地按稳定流考虑，则dt时段内排水流量与地下水位下降值dh之间有：Lhhεh0dh第40页，课件共65页，创作于2023年2月第三节控制地下水位的水平排水系统不透水层无限深，非恒定流情况下的排水沟间距Lhεh0h1第41页，课件共65页，创作于2023年2月第三节控制地下水位的水平排水系统三、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排水沟的深度和间距必须根据所要求的入渗强度确定。盐碱地的冲洗需要一定的入渗强度第42页，课件共65页，创作于2023年2月水田暗管排水情况第三节控制地下水位的水平排水系统田面各点的入渗强度入渗点与暗管中心的距离LMDd第43页，课件共65页，创作于2023年2月第三节控制地下水位的水平排水系统暗管埋深暗管直径平均入渗强度田面水层与暗管水头差水田暗管排水情况第44页，课件共65页，创作于2023年2月第三节控制地下水位的水平排水系统暗管中心线（x=0）的入渗强度暗管间地段中心（x=L/2）的入渗强度第45页，课件共65页，创作于2023年2月明沟冲洗排水情况第三节控制地下水位的水平排水系统与明沟不同距离x处的入渗强度第46页，课件共65页，创作于2023年2月明沟冲洗排水情况沟边（x=0）的入渗强度两沟中间点（x=L/2）处的入渗强度第三节控制地下水位的水平排水系统第47页，课件共65页，创作于2023年2月第四节田间排水系统的布置与结构一、田间明沟排水系统二、地下暗管排水系统三、鼠道排水第48页，课件共65页，创作于2023年2月第四节田间排水系统的布置与结构一、田间明沟排水系统地下水埋深较大，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。斗渠斗沟农渠农渠农沟农沟毛渠毛渠毛沟输水垄沟输水垄沟第49页，课件共65页，创作于2023年2月在土质粘重的地区，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）。当末级排水沟间距为30-50m时，设二级田间排水沟（毛沟、小沟）。斗渠斗渠农渠斗沟斗沟400-800100-150100-150300-500300-50030-50农渠农沟农沟毛渠毛沟毛沟毛渠输水垄沟小沟输水垄沟第50页，课件共65页，创作于2023年2月第四节田间排水系统的布置与结构二、地下暗管排水系统明沟排水：易坍塌、易淤积、易生杂草当排水沟间距较小时，大量占用耕地，严重影响机耕第51页，课件共65页，创作于2023年2月暗管排水系统的组成排水沟田埂集水管（沟）吸水暗管检查井集水井第52页，课件共65页，创作于2023年2月暗管排水系统的布置形式直角正交锐角斜交不规则布置第53页，课件共65页，创作于2023年2月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第54页，课件共65页，创作于2023年2月第四节田间排水系统的布置与结构三、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。投资省、用工少、见效快、效益高。第55页，课件共65页，创作于2023年2月第56页，课件共65页，创作于2023年2月第五节竖井排水一、竖井排水的作用二、竖井的规划布置第57页，课件共65页，创作于2023年2月第五节竖井排水一、竖井排水的作用QQQQQ原地下水位静水位降动水位降第58页，课件共65页，创作于2023年2月第五节竖井排水一、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第59页，课件共65页，创作于2023年2月第五节竖井排水二、竖井的规划布置LLR第60页，课件共65页，创作于2023年2月第五节竖井排水局部地区竖井排水竖井抽出的水，一部分来自抽水区外的侧向补给各井对地下水下降的影响范围不同，对某一点地