分期分级动态控制农田排水设计方法

摘要

本发明涉及农业灌溉排水领域，具体提供一种分期分级动态控制农田排水设计方法。本发明根据对排水的实际需求，在时间上划分前期、中期、后期三个阶段，分别提出地下水位动态控制指标，作为不同级别排水工程的设计标准，依次相应确定田间、集水和输水(或骨干)等不同级别排水沟(管)的间距，不但减少各级排水工程的深度，降低了治理明沟塌坡难度，使得易于争取到自流排水，方便管理，而且提高了田间排水效果，使排水系统的整体组合更为合理，本发明较原有方法更适应北方常年灌溉的渠灌区，适应性强易于实施并能够节省工程投资和管理维护费用。

主权项

1、一种分期分级动态控制农田排水设计方法，其特征在于，是根据对排水的实际需求，在时间上划分不同的阶段，分别提出不同时段的地下水位控制指标，作为不同级别排水工程的设计标准，按照所述控制指标具体确定排水明沟深度或排水暗管深度，并通过设计计算确定明沟之间或暗管之间的间距，其具体方法如下：A、将全年划分为作物生长期和非生长期两个时间阶段，其动态控制指标分别对应于田间排水工程和输水或骨干排水工程；B、将每次灌水后的地下水位回落时间再分为前期和中期两个阶段，提出各自的地下水动态控制指标作为设计标准，分别对应于田间末级排水工程和下一级的田间集水排水工程；C、根据各阶段的动态控制指标，确定各级排水沟管的深度，并通过计算分析确定相应的间距；排水沟管的间距可用以下通式计算：计算排水明沟间距的通式为：$L=\frac{\mathrm{Ckt}}{\mu \ln \frac{H_0}{H_t}(C_1+\ln \frac{C_{2}L}{B})}$计算排水暗管间距的通式为：$L=\frac{\mathrm{Ckt}}{\mu \ln \frac{H_0}{H_t}(C_1+\ln \frac{C_{2}L}{\sqrt{(H_0-H_t)/d/\ln H_0/H_t}})}$式中：L为不考虑地下水蒸发影响，非稳定渗流情况下的排水明沟或排水暗管间距(m)；C＝π/Ω，为区分明沟和暗管的分类系数，对于明沟取Ω＝0.7，C＝4.49；对于暗管取Ω＝0.8，C＝3.93；k为排水地段含水层平均渗透系数(m/d)；t为设计要求的地下水位降落历时(d)；μ为地下水面变化范围内土层的给水度；H₀和H_t为降落时段始末时刻，排水地段中部地下水位高于沟中水位或高于暗管中心的作用水头(m)；B为窄深沟中水面宽度(m)或充水部分梯形断面的折算直径(m)；d为含外包料的暗管外壁的直径(m)；C₁、C₂为分级系数，可由下表查出：表中D为隔水层的埋深。