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山東茂隆新材料科技有限公司 2020-12-02 3006
[摘要] 農田排水溝渠作為農業景觀中重要的景觀單元,能夠調節農田生態系統水分平衡,改變流域水文情勢。農田養分可以隨排水過程迅速流失,也可以通過沉淀與吸附機制被農田溝渠所截留或者通過植物吸收后收割與反硝化去除等機制脫離農田生態系統。本文擇取設計工作中的經驗,從田間排水溝的設計要素、排水溝的設計步驟等方面,與大家探討。[關鍵字]排水溝 設計 技術 糧食產量持續增產的主要內因之一是農田水利建設的投入加大和節水灌溉技術含量的增加。近年來,為了加快農業現代化的進程,國家多方面籌集資金,加強農田水利建設,建成了一大批高標準的田間工程,形成了溝相連,路相通、林成行、田成方的現代農業示范區,有力地促進了現代農業的發展,為糧食增產增收奠定了堅實的基礎。排水溝作為田間工程的組成部分,發揮著排除地表水,減少田間淹沒深度和時間、減少地下水位上升高度、排除田間農藥、化肥的殘留漬害、建立生態凈水等不可或缺的作用。做好排水溝的規劃設計,是發揮田間工程效能的重要環節。 1田間排水溝的設計要素 在進行排水溝設計時,要重點考慮排水系統工程布局和工程標準,確定田間排水溝深度和間距,分析計算各級排水溝道和建筑物的流量、水位、斷面尺寸和工程量。田間排水溝設計的關鍵是確定排水溝的深度、間距、斷面、比降邊坡系數等要素。 1.1田間排水溝的間距 田間排水溝間距和斷面尺寸由排水要求和機耕要求確定。云南北部降雨量少的地區排水溝間距一般為150-400m 米。云南南部雨水豐沛的南部地區的排水溝間距為100-200m。 1.2田間排水溝的斷面 除澇排水溝的斷面根據排澇流量確定。排水溝的斷面尺寸通過水力計算確定。先選擇排水溝底的縱向坡降、橫斷面的邊坡系數及溝床的糙率。兼有除澇和防漬的排水溝,一般按照排漬的要求確定溝深,再初步擬定過水斷面,再校核是否滿足除澇要求。 1.3田間排水溝的溝深 農溝溝深一般為1m左右。最末一級的地下水排水溝的深度,根據排水任務而定。防漬功能的溝深為0.8-1.5m。防止土壤返鹽的溝深,則為地下水臨界深度。 1.4溝深與間距的關系 排水溝水位與溝深間距關系一定時,排水農溝深度與農溝的間距有關。在要求的地下水位一定時,溝深大則間距大,溝深小則間距小。間距小,溝可淺些,否則要求較大的溝深。一般情況下根據作物要求的地下水埋藏深度和施工條件,初步確定排水農溝的深度,再確定相應的排水溝間距。由于排水地區的水文地質條件復雜,排水溝的深度和間距,需要通過試驗資料和相近地區的成功經驗分析選定。 1.5排水溝的設計流量 設計流量分排澇流量和排演流量兩種。計算設計流量時,首先確定這兩種情況的設計排水模數,然后分別乘以與排水溝斷面相應的匯流面積,即為排澇設計流量和排漬設計流量。 1.6排水溝的設計水位要求 排水溝設計分為排漬水位和排澇水位兩種,排漬水位是排水溝平時應維持的水位,也稱日常水位,主要滿足控制地下水的要求。為了保證農溝水位不被奎高,斗、支、干溝的排漬水位要逐級降低,除了水流的縱向坡降外,各級溝道匯流處尚需有適當的水位落差,一般0.1-0.2m。排澇水位也稱最高水位,是排水溝通過排澇設計流量時的水位。排澇時各級溝道的水位均不應高于溝道兩側的田面高程,以低于田面0.2-0.3m為宜。在抽水排澇情況下,承泄水泵排水的排水溝段,或通過小塊洼地的排水溝段,允許筑堤束水,使溝內水位高于兩側田面高程。 1.7排水溝的邊坡要求 由于有地下水逸出,容易坍塌,因而常采用較緩的邊坡。由于排澇歷時短,溝坡容易長草,溝床糙率大,因而耐沖能力強,可以選用較陡的縱向坡降。 1.8排水試驗 根據農田排水試驗規程SL-109-95的要求進行試驗。試驗時,針對某種溝深,擬定一組排水溝間距,測試排水溝間距最終排水效果。 2排水溝的設計步驟 2.1排漬水位設計 排漬水位是排水溝經常需要維持的、滿足防漬或防止鹽堿化要求的水位,也稱日常水位。其初步設
HDPE土工膜是以(中)高密度聚乙烯樹脂為原料生產的一種防水阻隔型材料。(密度為0.94g/cm3或以上的土工膜)。HDPE土工膜全稱“高密度聚乙烯膜”,具有優良的耐環境應力開裂性能,抗低溫、抗老化、耐腐蝕性能,以及較大的使用溫度范圍(-60--+60)和較長的使用壽命 (50年)。HDPE土工膜全稱“高密度聚乙烯土工膜”,具有優良的耐環境應力開裂性能,抗低溫、抗老化、耐腐蝕性能,以及較大的使用溫度范圍(-60--+60)和較長的使用壽命50年,廣泛使用在生活垃圾填埋場防滲,固廢填埋防滲,污水處理廠防滲,人工湖防滲,尾礦處理等防滲工程。
計步驟為:一是確定排漬控制點高程(取最遠處低洼地高程值);二是初擬各級排水溝的比降;三是推算排干溝出口的日常水位。應滿足干溝出口處的日常水位(排水承泄區的水位)。若不能滿足上述要求,則調整比降,盡量爭取自排。在水網圩區,無法自排,則采用抽排來維持日常水位。 2.2排澇水位 排澇水位是排水溝通過排澇設計流量時的水位,也稱最高水位。其設計步驟為:一是確定排澇控制點;二是擬定各級排水溝比降;三是計算干溝出口處的排澇水位。應滿足干溝出口處最高水位不低于外河的最高水位。若干溝出口發生壅水,則需調整排水溝比降,或筑堤束水。若無法自排,則考慮建站抽排。同時為進一步提高溝道的滯蓄能力,可采取提高加密溝網、提前預降溝水位等措施。若排水溝同時具有排漬和排澇的要求,則應同時滿足上述兩種水位要求。若以排澇要求確定溝道斷面,則以排漬要求來校核。若以排漬要求確定溝道斷面,則以排澇要求來校核。 2.3排水溝橫斷面設計 水溝橫斷面設計的步驟:一是確定排水溝橫斷面尺寸。一般干、支溝應作具體設計,斗溝選擇有代表性斗溝作典型設計,農溝可采用地區統一的標準斷面;二是按排澇設計流量確定排水溝過水斷面,通常按明渠均勻流公式計算,方法與渠道計算相似;三是底坡應考慮接近地面坡降,以避免深挖方。應考慮承泄區水位,盡量自排。應滿足不沖不淤,比降不能太大,也不能太小;四是結合引水的溝道比降宜緩,此時應順坡排水,倒坡引水。結合蓄水灌溉、滯澇、通航時,也可采用平溝底。 2.4邊坡設計 邊坡系數主要與土質和溝深有關,一般同級溝、渠相比,溝道的邊坡系數大于渠道的邊坡系數。應考慮地下水滲出、坡面徑流沖刷、溝內積水時,波浪的侵蝕等因素。 3設計中應考慮的相關因素 一是根據防漬、通航養殖要求校核排水溝的水深和底寬。如果不能滿足防漬、通航養殖要求,則應拓寬加深斷面。如果排漬要求的溝深比排澇要求的溝深大得多,則可以采用復式斷面,這樣能滿足排漬要求,又不致使斷面擴大很多;二是平原、水網圩區,排水溝校核滯澇要求:確定需要排水溝滯蓄的水深,計算需要排水溝滯蓄水量、排水溝滯蓄容積、滯蓄能力。校核增加搶排水量,減小要求的滯蓄量。擴大溝深或溝寬,或采用復式斷面,增加溝道密度;三是溝道灌溉引水能力校核要求:利用排水溝引水灌溉時,往往平坡,逆坡引水。需校核輸水距離及水位能否滿足灌溉要求,推算水面曲線,如不滿足應調整排水溝的水力參數;四是隨著國家對農業生態和食品安全的重視,農田生態建設問題凸顯,在設計中應充分考慮排水溝和沉淀溝的布設問題;五是設計中要注意排水溝網的觀感效應,勾畫出與現代農業氣息相映襯的生態藝術設計作品。 4結束語 建立高標準農田水利工程,是保證糧食生產安全,實現農業增效,農民增收的有效舉措。隨著國家財力的增強,農業現代化進程的不斷推進,建設具有現代化農業氣息的田間工程的力度將不斷加大,肩負著排澇、排漬、輸水、生態等多項功能的田間排水工程,必將在未來的農業生產中產生巨大效應。Demand feedback