第二節農田排水工程
農田排水工程的作用是排除多餘的地麵水和地下水(降低地下水位),以達到除澇、防潰和治堿。除澇的設計標準一般應以該區發生一定重現期連續若幹天降雨產生的徑流,能在一定的時間內排除不受澇為準,一般采用5~10年,降雨曆時1~3天。防漬標準是要求在降雨及灌水後一定時間內地下水下降到作物耐漬深度以下,保持適於作物正常生長的地下水埋深,旱作區采用降雨後3天內將地下水降至地麵下1米以下。治堿標準是在返鹽季節控製地下水埋深大於臨界深度,沙壤土地區臨界深度為1.5米。防洪和治堿雖然都是控製地下水埋深,由於目的不同,要求控製的埋深也不一樣。
一、排水方式
(一)明溝排水
明溝排水是最常見的一種排水形式。它具有投資少、施工簡單,便於維護管理等優點。排水溝一般分幹、支、鬥、農、毛五級。幹、支、鬥三級組成輸水網,農溝及其以下的溝渠組成田間集水網。農溝是末級固定排水溝,毛溝為非固定排水溝。排水溝的深度與間距需根據排水、灌溉和機耕的要求確定,同時擔負排澇、防潰和治堿要求的溝係規格見,非鹽堿地區鬥溝以上各級排水溝可適當淺一些。
(二)地下暗管排水
明溝排水有占地多,土方工程量大,影響機耕等不足之處。暗管排水則避免了這些缺陷,並具有排得快,降得下,防洪效果明顯等優點。其主要缺點是:一次性建設投資費用較高,管道淤積及遊積後清淤困難等。
暗管材料有陶土管、混凝土管、三合土管、水泥土管和塑料管等。塑料管用聚氣乙烯製成,有光壁管與波紋管兩種。
暗管的埋深和間距,根據北京市水利科學研究所在北京東南郊永樂店地區多年的試驗結果建議:鬥管間距為400~500米,埋深2.5米;農管(吸水管)間距,沙性土80~100米,壤土50米,粘土40米,埋深1.5米左右。
(三)垂直排水(豎井排水)
豎井排水是利用淺井抽排地表以下第一層潛水,以降低地下水位,滿足除澇、防潰、治堿的要求。北京郊區采用的淺井型有真空插管井及輻射井等。
(四)明溝、暗管結合排水
由於暗管基建投資費用較高,明溝又有易於坍塌、淤積、維修費用高等缺點,有的地區幹、支溝采用明溝形式,田間(鬥、農溝)采用暗管。組成明暗結合的排水係統。
一個地區排水方式的選擇,應根據澇、潰、鹽堿化的成因,及土壤、水文地質、技術經濟條件,並結合灌溉綜合分析、論證後,因地製宜地確定。對於以降水、灌溉滲水為主的地區,一般采用水平排水;對於地下深層承壓水補給潛水的地區,應考慮采用豎井抽水結合明溝輸水的方式排水;對於地下水量豐富、水質又宜於灌溉的地區,可以井灌井排的方式排水。北京市水利科學研究所與市農場局合作在北京東南郊進行的“四水轉化工程”的研究,是利用水利工程措施結合農業及生物措施,對大氣降水、地表水、土壤水及淺層地下水等幾種農用水資源進行調蓄、轉化、利用。同時滿足灌溉與排水的要求。
二、排水溝的管理和養護
目前一些地區排水係統的管理仍然是薄弱環節,有的地區河溝基本上處於無人管理狀況,存在的問題主要有:無專門管理機構,阻水障礙較多,淤積嚴重和溝內種植作物。
(一)河溝的管理
1.建立管理組織分級管理
(1)分級管理的主要內容是:
①100平方公裏以上的河溝由縣設管理站,配備5~10人,其中包括站長(國家幹部)、技術員、會計、出納、技工等。負責幹溝、幹河的管理,站內實行分段包幹負責製;
②30~100平方公裏的河溝,由鄉設立管理站,配備3~5人,包括站長、會計,技工等;
③30平方公裏以卜的支溝,由村設立管理點,或由專業戶承包。
以上②、③兩級是鄉、村群眾組織,全部開支由綜合經營收人中支出。
(2)河溝管理人員職責
①保證河溝水係暢通;
②維護建築物的安全:
③堤防、灘地和護堤地的管理;
④沿河溝道路的管理;
⑤沿河溝綠化。
2.河溝管理要求
(1)河溝的防洪與排洪應本著局部服從整體的原則,正確處理上下遊、左右岸的關係,全麵安排,合理運用。
(2)不得在河、溝保護範圍內取土、挖坑、打洞、立窯、埋葬、爆破、放牧、砍伐林木、堆放雜物等;不得在河溝堤上建房、耕種、開采、破壞草皮及水域炸魚、毒魚,排放超過國家標準的汙水和其它危及工程安全的活動;排水溝從田間至幹溝,應按係統逐級排水。這樣各級河溝的斷麵、流速、比降才能適應。否則越級排水,水位級差太大,溝口必然受衝,田地樹塌,幹溝齡塞。