田间工程

指末级固定渠、沟(一般指农渠、农沟)及其所包围的田块内部的灌排管道和临时灌排渠系,以及调节流量及配水的工程设施和建筑物。是农田基本建设的重要组成部分。以治水改土为中心,对山、水、田、林、路、渠进行全面规划、综合治理,可以充分发挥灌排渠系的工程效益。

要求

田间工程既要考虑到农田水利现代化和科技发展的长远需要,又要从农业生产发展的现状出发,满足灌溉、排涝、防湆、防治土壤盐渍化和机械作业等方面的要求:

(1)灌溉。地面灌溉田间工程包括农渠、毛渠、输水垄沟及畦田(或格田),其中毛渠及输水垄沟是临时渠道,在每年耕翻播种时设置。田间渠道要满足自流灌溉的要求,并使渠线顺直,占地少。为了节省农业用地,保证灌溉质量,便于机械耕作和配水管理,应逐步实现田间渠道地下管道化,并做好土地平整和改良土壤工作。

(2)排涝。在降雨量大的地区或有暴雨地区,田间工程要能及时排除暴雨产生的田面积水,缩短农田淹水时间和减小淹水深度,以保证作物正常生长。淹水时间过长,植物根部土壤通气不良,严重缺氧,并产生硫化氢、乙醇等有害物质,影响植物根系呼吸,宜修建田间排水沟网,及时排除田间多余的积水。排涝用排水沟深为0.6~1.0米,并根据各地降雨特性、土壤质地、地下水埋深等确定排水沟间距。

(3)防湆。如地下水位过高,根系层土壤含水率过大,土壤通气不良,则会引起湆害。为此需按作物正常生长要求控制地下水位,使土壤保持适宜的含水率。而作物要求的地下水埋深,随作物种类、生长发育阶段、土壤性质而不同。因此,应根据当地水文特性和防湆标准,确定排水沟的深度和间距。

(4)防盐。土壤中的盐分主要随水分而运动。由于土壤表面的蒸发,盐分向上运移,可使表层土壤积盐;在降雨或灌溉时,盐分随水向下运移,可使表层土壤脱盐。土壤表层的积盐和脱盐,主要决定于蒸发和入渗条件。为了保障土壤不产生盐渍化,使作物不受盐害,排水沟深度应在地下水临界深度以下0.4~0.5米。排水沟间距根据沟深和土壤质地,经计算或通过试验确定(见盐碱地排水)。

(5)农业机械化。条田是末级固定渠、沟(一般指农渠、农沟)所控制的范围,也是实施农业机械化操作的基本单位,其规格必须同机械化要求相适应。为提高机械化效率,条田的长度一般为 300~400米或800~1000米。平原地区多采用大型拖拉机,条田长度可采用上限;使用中型拖拉机为主的地区可采用下限;在南方丘陵、水稻种植区多采用小型拖拉机(包括手扶拖拉机),条田的长度宜采用较小的尺寸。

规划布置

各地区的自然条件不同,田间灌排渠系的组成和规划布置也有很大差异。

斗、农级渠系布置

在平原和圩区一般采用灌排相邻和灌排相间两种形式。灌排相邻平行布置形式适用于地形坡向单一、灌排方向一致的地区。灌排相间布置形式适用于地形平坦或有一定波浪状、起伏不大的地形,灌渠布置在高处,向两侧灌水,排水沟布置在低处,承泄两侧排水。其农渠、农沟的长度一般为400~800米,间距为200~400米。

在山区、丘陵区,坡陡谷深,冈冲交错,地形起伏变化大,一般情况下排水条件好,而干旱是影响农业生产的主要问题。但山丘间的冲田地势较低,多雨季节山洪汇集,则易造成洪涝灾害,其地下水位也较高。因此田面渠系的布置必须全面解决旱、涝、湆害。支、斗渠一般沿冈岭脊线布置,农渠垂直于等高线,沿塝田短边布置,农渠多为双向控制,实现灌排两用。每一格田设有单独的进出水口,以避免串灌串排。

条田内部渠系布置

条田内部的渠系包括灌溉毛渠、输水沟和灌水沟、畦等,在水田区还包括格田和田埂。主要有两种布置形式。

(1)纵向布置:毛渠布置与灌水沟、畦方向一致。灌溉水从毛渠流经输水沟,然后进入灌水沟、畦。纵向适宜于地形较复杂、地面平整度较差的地区。根据具体地形,毛渠可布置成双向控制(沿毛渠两侧布置输水沟)或单向控制,以保证向沟、畦正常输水,一般是垂直于等高线方向,以使灌水方向能与最大地面坡度方向一致,为灌水创造有利条件。但在地面坡度大于0.01时,为避免田间土壤冲刷,毛渠可与等高线斜交方向布置。

(2)横向布置:毛渠布置与沟、畦方向垂直。灌溉时,水从毛渠直接流入灌水沟、畦,不需输水沟,从而减少了田间渠系长度,可节省土地和减少水量损失。毛渠一般沿着较小地面坡度方向布置,而灌水沟、畦可沿最大地面坡度方向布置,以利灌溉。横向布置适宜于地形平坦、坡度较小的地区。

水稻区田间渠系布置

同旱作地区布置基本类似。不同的是在条田内需修筑田埂,将其分成许多格田。格田面积约3~5亩,宽20~40米,长约60~100米。格田长边沿等高线方向布置,每个格地设有进水口,由农渠直接供水,并设有排水口,将废水排入农沟,从而避免了串灌串排。

渠系建筑物布置

为了有效地进行田间各级渠道的配水管理,在农渠进口设置量水设备,并沿农渠各放水口设置放水口门。为了便于交通运输和农业机械进入田间作业,在田间须设置一定数量的跨沟、跨渠建筑物,如桥梁、涵洞等。为方便输水,在渠道遇到障碍时可建筑渡槽倒虹吸管、跌水、陡坡等(见渠系建筑物)。

研究动向

田间工程是发挥灌溉工程效益、合理利用水资源、有效调节农田水分状况的重要环节,也是灌溉排水技术水平的重要标志。在地面灌溉地区,首先要重视地面平整工作,并提高田间工程渠系施工的机械化水平。现已可采用激光平地机械,使土地平整的误差在2厘米以内、地面坡度为0.001~0.008,以满足畦灌和沟灌的要求。在水稻地区,格田田面要基本水平,平整精度在±3厘米以内。田间输水系统的进一步发展是使农、毛两级配水渠道实现地下管道化。在调节控制地下水位,改善以防止土壤受湆和盐碱化为目的的排水系统方面,中国自70年代以来已进行试点并逐步推广使用暗管排水系统。