灌溉排水新技术课程辅导

1、灌溉排水新技术课程辅导（第六期）第5章 低洼涝渍区治理技术本章主要介绍了我国低洼涝渍区的类型与分布，低洼涝渍区的排涝排渍标准和水利工程技术。52、我国北方低洼易涝区有哪些类型？如何分区？北方低洼易涝耕地，主要分布在黄淮海平原、松辽平原和三江平原等地区，在西北干旱地区也有较大面积，可概括为2个分区和3种类型。（）分区纯涝渍区 无盐碱危害的涝渍中低产田区，主要分布在东北地区一些涝区和沼泽型耕地、紧临南方地区如汉江流域的陕南和淮河流域的砂僵黑土区。涝渍与盐碱并存区 系指当地既有涝渍又受盐碱危害的中低产田区。主要是黄淮海平原地区，此类地区需全面考虑涝渍盐碱的统一治理。（）三种类型沼泽型 因地势低洼和土

2、质粘重，极易发生较长期地面积水的农田，其土壤剖面特征是存在泥炭层和潜育层。雨涝型 在作物生长期间，常因降雨积涝而短期受淹的农田，与沼泽型的区别在于地面积水期较短且无泥炭层和潜育层。暗渍型 或称潜渍型，又叫哑涝。主要是由于地下水位较高或因粘土隔层、犁底层阻水，造成作物根部土壤水分过多而低产的农田。其中涝后成渍的列入雨涝型，因渍而出现盐碱的列入盐渍型。53、我国南方易涝易渍农田主要有哪些类型？如何分布？南方易涝易渍农田主要分布在淮河流域的淮北平原、滨湖洼地、里下河水网圩区；长江流域的江汉平原，鄱阳湖和洞庭湖滨湖地区、下游沿江平原洼地；太湖流域的湖东湖荡圩区；珠江流域的珠江三角洲、山丘区的冲垄谷地等

3、。主要类型有以下6种。贮渍型：指沤水田或冬泡田等在田内贮水成渍者。涝渍型：因地势低洼或排水出路不畅等原因，易雨涝成渍者。潜渍型：农田受江河湖海等水位顶托，或有灌无排等原因，使农田地下水位长期在作物主要根系活动层存在而致渍者。泉渍型：指农田受冷泉水浸渍或溢出地面而形成的冷浸、烂泥、锈水等渍害低产田。盐渍型：指滨海盐碱地。酸渍型：指沿海咸酸田，pH值小于5。54、农作物对农田除涝排水有何要求？由于降雨过多或外水侵入，排水不畅，发生旱地积水或水田淹水过深，将造成农作物减产或失收，形成涝灾。为了使农业生产达到稳产高产，防止洪灾的发生，对低洼易涝农田，必须通过修建排水工程满足农作物对农田除涝排水的要求，

4、及时排除由于降雨产生的田面积水，减少淹水时间和淹水深度，以保证作物正常生长。试验证明，农作物的受淹时间和淹水深度有一定的限度。如果超出允许的淹水时间和淹水深度，将影响作物正常生长，轻者减产重者失收。因为，田间积水，会使土壤水分过多，氧气缺乏，影响作物根系呼吸的正常进行，作物根系长期在无氧或缺氧条件下进行呼吸，所产生的乙醇可使作物中毒而死亡。农作物受淹减产的情况与作物允许淹水时间和淹水深度有关，除涝排水系统的设计首先要满足作物允许淹水时间和淹水深度的要求。允许淹水时间系指在设计暴雨条件下，排除地面积水允许的最长时间。“淹水”一般认为是在设计暴雨停止时开始的。我国各地灌溉排水试验站，对允许淹水时间

5、或淹水深度是根据测筒、测坑或田间观测的作物产量与淹水时间、淹水深度关系确定的。作物允许淹水时间和深度与作物品种、作物生育阶段有关，棉花、小麦、春谷等作物耐淹能力较差，一般在地面积水10cm的情况下，淹水1d就会引起减产，受淹67d以上就会死亡。一般粮食作物地面积水1015cm，允许淹水时间不超过23d。水稻虽宜于水田中生长，但若田面水层长期过深，则同样不利于水稻生长，也会引起减产甚至死亡。农田受涝成灾的灾情，常用受涝面积的大小和作物受灾减产的程度两种指标进行表示，但还没有统一规定的标准，各地用法不一，采用受涝面积作指标时，是以成灾农田面积数或成灾面积所占的百分数表示灾情的轻重；以作物减产程度作

6、指标时，则用作物因灾减产的成数作为灾情轻重的衡量依据。55、如何选择除涝标准？ 除涝设计标准一般涉及设计暴雨、设计外水位、设计内水位和设计排除历时等。在我国水利动能设计规范(试行)中，把除涝设计标准定义为：“一般以涝区发生某一设计频率(或重现期)的暴雨不受涝为准。”其中暴雨重现期应根据国民经济发展水平和效益分析确定。目前我国大多采用510a一遇(频率P2010)的暴雨作为设计标准。对于经济水平较高、条件较好地区，可适当提高标准；对于经济条件较差地区，也可适当降低标准或分阶段提高标准。水利部将我国南方渍涝田治理分为初步治理和高标治理两个阶段，其除涝设计标准为：初步治理，要求大于5a一遇；高标治理

7、，则大于10a一遇。除涝标准的暴雨历时和排除时间可根据排水地区具体条件决定。根据生育期规定；对于旱田作物，一般采用13d暴雨，13d排完；对于水稻，一般采用13d暴雨，35d排至耐淹水深。对具有滞涝容积的排水系统，则应考虑采用长历时的暴雨，有的还须采用有一定间隙的前后两次暴雨作为设计标准。除涝标准的具体选择，还应根据工程的经济效益进行论证分析确定。对于单纯用于除涝的排水工程，一般没有经济效益，而用工程的减灾效能确定工程经济效益；对于进行综合经营和综合利用的排水工程，则应根据综合收益和减灾效果，共同分析确定。56、渍涝灾害对农作物生长有何影响？渍害是指作物根系活动层中的土壤含水量过大，长期超过作

8、物正常生长的允许限度，使土层中的水、肥、气、热关系失调，生态环境恶化，导致作物生长发育受到抑制的一种灾害现象。渍害轻则造成作物减产，重则可能导致作物死亡失收。渍害常与洪、涝、土壤盐碱化等灾害相伴发生，对作物危害的性质和产生的原因也与涝灾很相似，都是由于农田水分过多所造成的。但渍害地面一般不出现积水现象，只是土壤含水量过大，严重的有时也可能达到饱和，对作物的伤害不如涝灾来得明显和快速，所以往往不被重视，对作物造成很大危害。防治渍害的有效措施是进行田间排水，根据渍害产生的原因，防渍田间排水工程应能有效地控制地下水位，使地下水位经常控制在适合作物生长的深度范围内，排除根系层中过多的土壤水分，使土层保

9、持适宜的含水率，为作物生长创造良好的条件。57、低洼易涝区除涝防渍的水利工程措施有哪些？低洼易涝区除涝防渍的水利工程措施是排水及控制地下水位。排水工程的主要作用是：加速排除由于降雨或外水入侵造成的地面积水及造成地下水位过高的地下水。其目的是通过排水调节区域水文状况，满足作物对土壤水分、空气、养分和温度的要求。排水首先要有出路，要治理或开挖骨干排水河道，同时要修建好田间排水设施。田间排水有明沟排水、暗管排水和竖井排水等多种方式。58、农沟排水的排水沟布置有何原则？排水沟的布置，要尽快地集中排水地区多余的水量泄向排水口。选择排水沟线路，通常要对技术上可能的方案；根据排水区内外的地形和水文条件、排水

10、目的和方式、工程投资和维修管理等因素进行比较，从中选用最优方案。 当承泄区水位低于排水干沟出水口水位时，可自流排水，否则需要采用抽水排水或抽排与滞蓄相结合的除涝排水方式。排水沟的布置一般应遵循以下原则：(1)各级排水沟尽量要布置在各区控制范围的最低处，以便能排除整个排水地区多余的水量。(2)尽量做到高水高排，低水低排，自排为主，抽排为辅；即使排水区全部实行抽排，也应根据地形将其划分为高、中、低等片，以便分片分级抽排，节约排水费用和能源。(3)干沟出口应选择在承泄区水位较低和河床比较稳定的地方。(4)下级沟道的布置应为上级沟道创造良好的排水条件，使之不发生壅水。(5)各级沟道要与灌溉渠系的布置、

11、土地利用规划、道路网、林带和行政区划等协调。(6)工程费用小，排水安全及时，便于管理。例如干沟尽可能布置成直线，但当利用天然河流作为于沟时，就不能要求过于直线化；另外，排水沟还要避开土质差的地带，同时也不给居民区的交通设施带来麻烦等。 (7)在有外水流入的排水区或灌区，应布置截流沟或撇洪沟，将外来地面水和地下水引入排水沟或直接排入承泄区。 59、排涝流量有哪些计算方法？说明计算公式及物理意义。推求设计排涝流量(又称最大设计流量)的基本途径有二：一是用流量资料推求；二是用暴雨资料推求。由于平原地区水文测站少，资料年限短，设计标准较低，受人类活动的影响较大，同样的暴雨所形成的流量过程相差很大等，故

12、一般难以根据实测径流资料进行统计分析，而往往采用由设计暴雨推求排涝流量的方法。 （1）地区排涝模数经验公式法 首先求出平均到每平方公里排水面积上的最大排涝流量(即g=F)，通常称之为设计排涝模数。 影响排涝模数的因素有很多，在生产实践中，根据实测暴雨径流资料分析，得出平原地区排涝模数经验公式如下 式中：q为设计排涝模数，m3(skm2)；F 为排水沟设计断面所控制的排涝面积，km2；R为设计径流深，mm；K为综合系数(反映河网配套程度、排水沟坡度、降雨历时及流域形状等因素)；m为峰量指数(反映洪峰与洪量的关系)；n为递减指数(反映排涝模数与面积的关系)。（2）平均排除法平均排除法是以排水面积上

13、的设计净雨在规定的排水时间内排除的平均排涝流量或平均排涝模数作为设计排涝流量或排涝模数的方法，即 对于水田 对于旱田 式中：Q 为设计排涝流量，m3s；q 为设计排涝模数，m3skm2；F 为排水沟控制的排水面积，km2；R为设计径流深，mm；为径流系数；P 为设计暴雨量，mm；h田蓄为水田滞蓄水深，mm，由水稻耐淹水深确定；E 为历时为t的水田田间腾发量，mm；t 为规定的排涝时间，d，主要根据作物的允许耐淹历时确定，对于水田，一般选定1d暴雨12d排除或3d暴雨35d排除；对于旱地，因旱作物耐淹较差，排涝时间 应当选得短些。 如排水区既有旱地又有水田时，则首先按上式分别计算水田、旱地的排涝

14、模数，然后按旱地和水田的面积比例加权平均，即得综合排涝模数。60、排渍流量如何确定？地下水排水流量，自降雨开始至雨后同样也有一个变化过程和一个流量高峰。当地下水位达到一定控制要求时的地下水流量称为日常流量，也称排渍流量。它不是流量高峰，而是一个比较稳定的较小的数值。单位面积上的排渍流量称为设计地下水排水模数或排渍模数m3skm2，其值决定于作物品种、土壤质地、水文地质条件和气候条件等。不同地区地下排水的任务和要求不同。土壤盐碱化地区的地下水排水任务主要是结合灌水和冲洗促进土壤脱盐和地下水淡化，并防止土壤过湿和返盐。在盐碱土改良地区，由于冲冼所产生的设计排渍模数较大，如山东打渔张灌区在洗盐情况下

15、实测的排渍模数为0.020.1m3skm2而防止土壤次生盐碱化地区，在强烈返盐季节，其地下水位控制在临界深度时的设计排渍模数一般较小，例如河南省引黄人民胜利渠灌区，其排渍模数在0.0020.005m3skm2以下。在非盐碱土地区农作物对地下水排水的要求，一是防止降雨或灌水后土壤过湿，二是保持地下水对土壤有一定的补给量，以减少灌溉用水量。一般在降雨持续时间长、土壤透水性强和排水沟系密度较大的地区，设计排渍模数具有较大数值。根据某些地区资料，由于降雨而产生的设计排渍模数：轻砂壤土为0.030.04 m3skm2；中壤土为0.020.03 m3skm2；重壤或粘土为0.010.02 m3skm2。6

16、1、排渍水位、排涝水位如何确定？（1）排渍水位（又称日常水位）的确定排渍水位是排水沟经常需要维持的水位。主要为防渍或防止土壤盐碱化对控制地下水位的要求来确定。 对渍害地区地下水位的控制一般包括：作物各生长阶段适宜的地下水埋深条件下可防止土壤受渍，且能取得地下水较大的补给量；降雨或灌水后允许的地下水位上升高度和持续时间；发生长历时降雨时允许的地下水最小埋深和排水强度。（2）排涝水位的确定排涝水位是排水沟宣泄排涝设计流量(或满足滞涝要求)时的水位。由于各地承泄区水位条件不同，确定排涝水位的方法也不同，但基本上分为下述两种情况。当承泄区水位一般较低，如汛期干沟出口处排涝设计水位始终高于承泄区水位，此

17、时干沟排涝水位可按排涝设计流量确定，其余支、斗沟的排涝水位亦可由干沟排涝水位按比降逐级推得。但有时干沟出口处排涝水位比承泄区水位稍低，此时如果仍须争取自排，势必产生壅水现象，于是干沟(甚至包括支沟)的最高水位就应按壅水水位线设计，其两岸常需筑堤束水，形成半填半挖断面。承泄区设计洪水位一般是由地区防洪规划规定的，在设计排水沟时必须收集这一资料。在承泄区水位很高、长期顶托无法自流外排的情况。此时沟道最高水位要分两种情况考虑：一种情况是没有内排站的情况，这时最高水位一般不超出地面，以离地面0.20.3m为宜，最高可与地面齐平，以利排涝和防止漫溢，最高水位以下的沟道断面应能承泄除涝设计流量和满足蓄涝要

18、求；另一种情况是有内排站的情况，则沟道最高水位可以超出地面一定高度，相应沟道两岸，亦需筑堤。62、明沟排水沟深如何确定？排水沟深度适当，便能有效地控制改良地段的地下水位，排走过多的土壤盐分。控制地下水位和排盐主要依靠末级排水沟。通常把不致于引起耕层土壤积盐危害作物生长的最浅的地下水埋藏深度，叫做地下水临界深度。临界深度是拟订排水沟深度的主要依据。其影响因素包括气候（主要是降雨和蒸发）、土壤（主要是土壤的质地）、地下水矿化度等自然条件和农业生产条件。所以，应当因地制宜地依据不同自然条件和农业生产条件，拟定各地区的地下水临界深度。地下水临界深度的确定方法有以下几种：1）从灌区定位观测结合调查分析确定地下水临界深度。2）由地下水蒸发量确定地下水临界深度。3）由土壤水