《灌溉排水工程學(xué)》教學(xué)用課件第七章

第七章農(nóng)田排水技術(shù)第一節(jié)農(nóng)田排水方式排水方式一般有水平排水、垂直排水兩種。水平排水主要指明溝排水和地下暗管排水。垂自排水也叫豎井排水。一、明溝排水明溝排水就是開挖排水溝，把地面、地下多余的水排走。明溝排水分為除澇、防漬和防止土壤鹽堿化3種明溝排水系統(tǒng)。優(yōu)點：排水速度快、排水效果好；缺點：工程量大、地面建筑物多、占地面積大、溝坡易坍塌、不利于交通和機(jī)械化耕作。二、暗管排水暗管排水是通過埋設(shè)地下暗管系統(tǒng)，排除土壤多余水分，降低地下水位。優(yōu)點：排水速度快，降得深，工程量小、地面建筑物少、土地利用率高，有利于交通和田間機(jī)械化作業(yè)，能有效地解決水平不透水隔層排水問題，可白流排水，節(jié)省能源。多數(shù)情況下，暗管與明溝結(jié)合使用，其結(jié)合情形有如下幾種：①干溝為明溝，支、斗、農(nóng)管道設(shè)為暗管；②干溝、支溝為明溝，斗、農(nóng)管道設(shè)為暗管；③部分為明溝，部分為暗管；暗管排水系統(tǒng)的組成：包括吸水管、集水管、閘閥、排水口。三、豎井排水豎井排水是在田間地面按一定的間距向下垂直開挖井筒來抽水，在較大的范圍內(nèi)形成地下水位漏斗，從而降低地下水位。優(yōu)點：排水效果好，不易再度返鹽，可為雨澇季提供庫容、旱季提供水源；缺點：耗能，運行成本高，使用受地質(zhì)的限制。第二節(jié)明溝排水技術(shù)一、田間排水系統(tǒng)的布置田間排水系統(tǒng)，是指末級固定溝(農(nóng)溝)所控制的條田內(nèi)部溝系。田間排水系統(tǒng)的組成和布置必須根據(jù)具體情況，因地制宜地規(guī)劃布置。平原和圩區(qū)的田間排水系統(tǒng)布置形式如下：(1)灌排相鄰布置。(2)灌排相間布置。(3)灌排合一。(4)溝、渠、路、林的配置形式。排水系統(tǒng)的布置的形式與灌溉系統(tǒng)的布置相一致。二、排水溝間距的理論計算1、農(nóng)田地下水運動的基本方程在dt時間內(nèi)流出dx微段的水量為，滲入的水量為idxdt，地下水位上升，則在土壤中存蓄的水量為由滲入、流出的水量表現(xiàn)為地下水位的變化：通過任一斷面的流量式中：α稱為導(dǎo)壓系數(shù)或水位傳導(dǎo)系數(shù)；K：為滲透系數(shù)；H：為從不透水層到地下水位的含水層厚度：i：為入滲強(qiáng)度。2、穩(wěn)定流時排水溝間距計算在雨季，可將兩排水溝間的地下水流近似看作穩(wěn)定流動。(1)不透水層位于有限深時溝間距計算不透水層底板與排水溝水面之間的距離H0滿足0<H0<1/2L,稱為不透水層位于有限深，反之為不透水層位于無限深。當(dāng)排水溝底距不透水層頂面有一定距離時，稱其為非完整溝。由于其為穩(wěn)定流，即地下水位不隨時間變化。則：式中：hc:兩排水溝中間處水位上升值,:含水層平均厚度；α為非完整溝修正系數(shù)；d為采用明溝時的溝內(nèi)水面寬、采用暗管時為暗管直徑。(2)不透水層位于無限深時溝間距計算。設(shè)排水溝間距一半為l，通過斷面x總流量q應(yīng)等于在排水溝間距中心點至x點間的總?cè)霛B量，即；不透水層底板與溝水面之間的距離H0>L/2的情況。進(jìn)入排水溝(暗管)流量由排水溝水面線(排水暗管中心線)以上部分來水q1和以下部分來水q0組成。穩(wěn)定流條件下，距排水溝距離x處的流量q1、q0為：3、非穩(wěn)定流溝間距計算在降雨入滲補(bǔ)給階段，或蒸發(fā)階段，地下水位隨時間而變化，其呈不穩(wěn)定狀態(tài)。采用非穩(wěn)定流理論進(jìn)行計算。(1)不透水層位于有限深時溝間距計算。上式對于完整溝的情況完全適用，對于非完整溝可同樣采用與穩(wěn)定流相似的方法，采用非完整溝修正系數(shù)α進(jìn)行修正。(2)不透水層位于無限深時溝間距計算。當(dāng)不透水層埋深很大時可按無限深計算溝間距。第三節(jié)暗管排水技術(shù)一、排水暗管的種類及布置1、排水暗管系統(tǒng)的布置形式暗管排水系統(tǒng)的布置形式分為單管式排水系統(tǒng)、復(fù)式暗管排水系統(tǒng)和不規(guī)則布置形式3種：(1)單管排水系統(tǒng)。(2)復(fù)式暗管排水系統(tǒng)復(fù)式暗管排水系統(tǒng)又分為正交型和斜交型兩種：(3)不規(guī)則布置形式。2、管材的選擇國內(nèi)外常用的暗管材料分為當(dāng)?shù)夭牧瞎芎退芰瞎軆纱箢悾?1)灰土管。(2)水泥土管。(3)瓦管。(4)陶瓷管。(5)混凝土管。(6)波紋塑料管。二、排水暗管的間距、深度及流量計算排水暗管的設(shè)計流量計算：三、排水暗管縱坡與管徑設(shè)計1、均勻流的計算公式公式中有未知量λ，按管壁不同，有不同的計算公式：1、光壁管：(2)波紋管滿管流R=d/42、非均勻流的管徑計算非均勺流是指暗管沿程均有地下水流匯人，其首端流量為零，末端流量達(dá)到最大Q1滿流，取0.5Q1作為暗管的平均流量：在排水實際設(shè)計中需解決的問題分為以下3種：(1)已定L、j，確定需要的管徑d；(2)已定j、d,確定最大管長L；(3已定j、L、d，演算暗管兩端及沿程是否超壓。3、排水暗管的水力計算吸水管、集水管的內(nèi)半徑計算：相應(yīng)的流速：4、縮慧吸水愉管外爺包濾紅料的鴉設(shè)計應(yīng)符劍合下腥列規(guī)候定：(1嫩)吸車水管好周圍帶應(yīng)設(shè)忠置滲衫透系鍵數(shù)比葡周圍繁土壤航的滲草透系重數(shù)大鄰10陪倍以上鳥的外每包濾吉料；(2士)外太包濾震料宜傾就地帶取材模，應(yīng)保耐酸熟、堿都，不絡(luò)易腐胃爛、絕無害擺、無吳污染、紹施工漠方便偉；(3政)外煎包濾繡料的枝厚度掏根據(jù)守當(dāng)?shù)叵墝嵺`很經(jīng)驗本選取際。(4浩)考污慮土貪壤的尾淤積椒傾向盞。(5任)散繳鋪外驢包濾免料的防粒徑粘d1營5，悲宜為批土壤法粒徑隊d1遲5的述4倍房誠左右糾。(6然)各存種化擠纖外宵包濾胳料的耐厚度運和濾丑水防諒沙性問能應(yīng)聚通過孝試驗閉確定希。四、俘鼠道岸排水粱系統(tǒng)鼠道朽是指垮在田望面以襲下利奇用特愛制的憤鼠道狀犁形物成的忌一種分無襯淘砌的地下野排水晶通道兇，其假形狀憑與鼠派洞相愛似，賓截面叫一般洋為橢創(chuàng)圓形吵。鼠道排揀水系繪統(tǒng)一那般由培鼠道嚷直接牌排水鍋入明估溝或溉與暗誘管相敘通，撞然后再排不入集罩水明糧溝。歇鼠通寄在垂朱直剖培面上無有單父層和乓雙層巨兩類晉。單層轟鼠道冷排水汁系統(tǒng)淺層拖：深桃度0恥.3侮~0普.5俘m，熔排除抬淺根籍作物殘層間飾積水悲。中層鑄：深剖度0遵.5愿~0樓.7陜m，玻排除沿深根橫作物寧層間郵積水居。深層米：深籌度0號.7鬼~1艦.0僚m，到降低運地下傾潛水煙位。第四財節(jié)窗豎井唱排水皮技術(shù)一、含豎井機(jī)排水隆的特龜點及棵適用懲范圍豎井是指磨由地絡(luò)面向屯下垂殊直開都挖的妻并筒階，也參稱介趙井。逮實行臺豎井美進(jìn)行灌拉溉徘竄水，甜具有句以下?lián)Q特點抬：1、略降低樣地下氏水位炸，防館止土杏壤返梁鹽2、劫防澇吐防漬薪、增挑加抗稍旱灌謀溉水輛源3、剝抽咸謀補(bǔ)淡賊、改耍善水停源二、岡豎井夢的規(guī)跑劃布逆置1、弄選取宋合理糖的井浩深和降井型鋤結(jié)構(gòu)(1掩)含沸水層廢較淺截，應(yīng)念用淺沾井筒擺；(2劣)若嶄上部隔含水灑較差崇而下觀部有鵝良好推的含找水層練，水磚井應(yīng)美打至置下部檔；(3盟)若當(dāng)出水叮量小繼，可觀以考窩慮采車用輻座射井麥。2、愚井距渣的選次定及域井群抬布置①利舊用豎漁井單雷純排陪水地讓區(qū)，翠井的盯間距皮主要煎決定敏于控核制地遞下水位的科要求篇。②如濱果有烈地面弦水灌垮溉水堤源并貞實行肌井渠炒結(jié)合桿，井弓的間惠距決調(diào)定于單井顯出水蔑量所群能控努制的斗灌溉診面積隙和沖泰洗改穴良鹽皂堿地撞時要甚求的單井刮控制等地下委水位恒。豎井塘在平形面上預(yù)的布丙置有吼等邊輔山角水形、貿(mào)正方獅形兩替種：在井值群同星時抽明水時也，在衰其干奶擾范凡圍內(nèi)鋸，任珠一井絲式水位加的降枝深，廳采用各牢井在稅單獨瓶抽水弱時對扎該井水所引待起動困水位緞降深趣的迭由加法猜計算娘。采用險泰斯捉公式附進(jìn)行嗓計算預(yù)：對于剖大面案積均合勻布斧井實粱行豎放井排鞭水的訂情況姥，每投個單喉井控賓制相石同的睛面積膀，在拉這一泡面積哈內(nèi)各聰點地館下水釀位降壓深的腦大小錯僅與殊單井皺控制等區(qū)有亮關(guān)。躲在水喂井抽膀水時大間較慕長時栽，任份一點屬處地膚下水許位下券降深嘩度S的計等算式務(wù)為：第五獄節(jié)社防治役土壤列鹽堿假化的悉水利姥技術(shù)一、策土壤蕉水鹽捏平衡渡方程畏與水悼利改販良鹽分池在土漲壤中脆的運采動對流等：鹽鉗分隨罪土壤蘿水分示運動吐而運年動的征過程嚼。水動灘力彌喚散分子界擴(kuò)散與：由榜鹽分棄濃度啞引起如的分鎖散現(xiàn)罷象。機(jī)械燙彌散看：由騙于土稅壤孔燃隙介初質(zhì)在朝微觀住分布袖不規(guī)委則性凱造成澆的流忌速變軍化而具引起陶鹽分班分散盈現(xiàn)象搭。鹽分太的分棵子擴(kuò)嫁散：鹽分偷的機(jī)朽械擴(kuò)師散：鹽分陷的水壩動力艙彌散彼過程北由鹽分毒的分鈔子擴(kuò)叔散和匙機(jī)械植擴(kuò)散暮組成售：鹽分糾的對圖流，失通量Jc為溶承液濃娘度與括流量倆的乘午積：鹽分然在水抵動力亂彌散帳和對每流的君共同晶作用殿下，濫鹽分攻總通纖量為招：溶質(zhì)厚儲存污量在綱時間爺上的屈變化江率，奸數(shù)量步上與活通量科在空克間上患的變則化率，洞符號驕相反差：若用汁水沖回洗鹽尖堿地疤，其燦方程怨為：臨界衛(wèi)條件采為：二、份沖洗橡定額嗓及水添利技麥術(shù)措務(wù)施預(yù)防四灌區(qū)越土壤墾次生券鹽堿勸化的侮關(guān)鍵赤在于往控制鄭地下大水位圍。鹽堿壺地進(jìn)窗行改始良的東水利汗工程英措施礦有排團(tuán)水、鴨灌水班洗鹽壩、引斜洪放理淤：1、宴明溝體排水排水由是改挽良鹽雁堿地囑的根痛本性欠措施糞，其爐作用枝有：(1惰)加湊速排盲出地槍下水歷中的勻鹽分徑；(2減)降感低地雜下水?dāng)∥?，鋼防止蝦土壤旺積鹽希、地嚇表返鈴鹽；(3預(yù))排產(chǎn)澇，字調(diào)節(jié)劇區(qū)域蓋水文扇狀況削。2、寇井灌榮井排井灌曬井排者具有膀如下龜?shù)膬?yōu)洋點：(1啊)洗籠鹽速玻度快墳、脫溫鹽效電率高激；(2算)有等效降摘低地姿下水小位，駛騰出旅地下哥“庫表容”羞；(3綢)抽區(qū)咸補(bǔ)隨淡，纏加速旗地下勉水淡河化。3、武灌水包沖洗灌水平?jīng)_洗震就是期把水浩灌到梢鹽堿爭地，脆使土壺壤鹽孟分溶枯解，劈燕通過盈水在卻土壤中的踐滲透雕，自胃上而叼下地狗把土陳壤中吳的次躲生鹽畜堿淋握洗下游去，凝滲入萄排水溝加冶以排迷除。彎灌水內(nèi)沖洗炸有以摩下兩嬌種情行況：(1仿)鹽煙堿荒康地開未墾前角的沖懸洗。使用止大定松額的充沖洗使水，纖使1孤m土包層中啞的含堅鹽量舅降低速到作蠅物能飛正常知生長的菜范圍古內(nèi)。棄此時屈土壤央含鹽呀量稱給為沖洗爛脫鹽膨標(biāo)準(zhǔn)。為了畝達(dá)到點沖洗往脫鹽噸標(biāo)淮鄉(xiāng)豐所需羨單位勻面積黃的洗殖鹽水直量稱跌