§1 暗管排水
一、概述
1、什么是暗管排水
在地下埋设管壁有多孔或缝隙的管道，排除土壤中多余的水分，降低地下水位、以利于农作物生长的防渍排水措施。
2、暗管排水的优点与缺点
〔1〕优点 排水效果好；节省耕地；有利于农业机械化作业；
〔2〕缺点 易淤塞；投资高。
二、暗管排水系统的组成与分类
１、组成
一般由吸水管、集水管、检查井和出口控制建筑物等组成。
吸水管是管壁上有孔眼或缝隙、外包滤料的管道。土壤中过多的水通过管壁上的孔眼或缝隙进入管内。外包滤料的作用是防止泥沙进入吸水管内，并加大导水性，加大出水量。
集水管一般是不透水管，聚集吸水管中的水流，并输送至排水明沟排走。
检查井：观测暗管的水流情况，进展检修和清淤。
出口控制建筑物：调节和控制暗管水流。
２、类型
〔1〕一级暗管排水系统
只布置吸水管，吸水管的出水口伸向明沟。我国南方平原湖区因河网较密，大多采用这种形式。
优点：布局简单，较易施工，投资少，便于检修。
缺点：出水口较多。
〔2〕二级暗管排水系统
暗管由吸水管和集水管两级组成。见图7-18(a)。
土壤中过多的土先渗入吸水管，再汇入集水管，最后排入明沟。
优点：大大减少了明沟。因此节约了耕地。有利于机械化耕作。
缺点：布置复杂，增加了检查井数量，投资也较大，某段管道堵塞影响X围较大。
三、暗管管材的选用
1、选用要求
应选用经济、适用和耐久的管材。
2、常用管材
〔1〕波纹塑料管：内经有55.70mm等，有弹性、可挠曲，每盘长约100m，每米管的进水面积3000mm
左右，适作吸水管。##市塑料制品研究所制成功，已批量生产。
〔2〕瓦管：内经60~80mm，圆形或外方内圆形，每节长0.3~0.5m，适宜作吸水管。
〔3〕素合管：内经有100~800mm，圆形每节长0.6~1.0m。大口经管适宜作集水管。
〔4〕其它刚性材料管：如水泥土管、水泥砂浆管、水泥石屑管、粉煤灰管等。内经60~150mm，圆形或外方圆形，水口经每节长0.3~0.5m，适宜作吸水管，大口经管每节长0.8~1.0m，适宜作集水管。
四、暗管的埋深与间距确实定
1、暗管的埋深
一般先按作物要求的地下水埋深确定埋深、再推求间距。
暗管埋深    D=△H+△h+s
式中　△H—— 作物要求的地下水埋深；
△h——剩余水头，般取0.2~0.3m；
  　s——暗管中水深。
  S值很小，可忽略不计。因此
      　D=△H+△h
根据各地经历，稻作区，以晒田期地下水埋深控制要求为准，暗管埋深在0.6~0.8m。小麦地暗管埋深为1.0~1.2m，棉花地暗管埋深为1.1~1.4m。水旱轮作区，主要按旱作的要求来确定，暗管埋深宜用0.8~1.0m。
2、暗管的间距
确定暗管间距有田间试验法、理论计算法和经历数据法三种。理论计算法需要较多的水文地质参数，因此使用时往往受到限制。田间试验法，最能反映实际情况，但田间试验需要大量的投资，试验周期也较长。经历数据法采用规X推荐的暗管间距。经历数据法，方法比拟简便，估算精度显粗略。上述三种方法各有优缺点，最好的方法是将三者结合起来，互相补充、验证。但由于采用理论计算或田间试验难度较大，因此可直接采用《规X》建议的暗管间距。
〔1〕水田淹灌稳定流条件下的吸水管间距公式
水稻区田面有淹水层，吸水管内充满水、稳定渗流情况的吸水管间距公式为
       
式中，k——土壤渗透系数〔m/d〕
  　H——吸水管的作用水头，即田面水位与暗管〔管内为无压水流〕中心点高程之差〔m〕；
  　q——稻田设计渗漏强度(m/d)；〔灌溉与排水工程设计规X称为渗漏强度，农田排水工程技术规X称为渗漏率〕
  　φ0——渗漏阻抗系数；
  　T——田面至不透水层的距离〔m〕；
  　Hd——吸水管的埋深(m)；
  　d——吸水管外围直径〔m〕。
〔2〕旱田非恒定流公式〔起始地下水面线比拟平缓，接近4次抛物线〕
实际计算时采用迭代法：先令 ，计算出 ，并计算出 ，再计算 ，假设 ，那么 即为所求，否那么再计算新的 ，并算出 ，直两面次计算出的间距近似相等为止。
五、排水暗管的设计流量
        　Q=CQA
式中　Q——设计排水流量，m3/d；
  　C——与面积有关的流量系数，通常只设一级或两级暗管时，可取C=1；
  　q——设计排模数〔SL/T4-1999〕，m/d；〔注：实际为设计排渍模数〕；
  　A——暗管的排水控制面积，m2。
六、暗管比降与内径
1、暗管比降
排水暗管的比降应满足管内最小流速不低于0.3m/s的要求。管内径d<=100mm时，i可取1/
300~1/600；当d>100mm时，i可取1/1000~1/1500。
地形平坦地区吸水管首末端高差不宜大于0.4m〔防首末排水不均匀〕。
2、暗管管径
式中　n——管的内壁糙率,波纹塑料管取0.016，光壁塑料管0.011，混凝土管0.013,瓦管0.014；
  　Q——流量〔m3/d〕；
  　α——与管内水的充盈度有关的系数；
  　i——管的水力比降，可用管线的比降。
按《农田排水工程技术规X》，充盈度按如下方法确定：
　当d=50mm时，取a=0.6；
　当d=50~100mm时，取a=0.7；
　当d=100mm或d>100mm时,a=0.8。
确定与充盈度有关的系数α：
　1)可按排水工程技术规X上的公式计算〔公式很复杂〕，或查表。
　2)也可按如下公式估算
3、校核流速
流速应大于不於流速。
(注：以上 、 与充盈度的关系由SL/T4-1999上数据表拟合得到)
六、外包滤料的选择
1、外包滤料的作用和种类
〔1〕作用:1〕排水时阻止土壤颗粒进入暗管。
    　2〕改善暗管周围的导水能力，提高暗管排水效果。
〔2〕种类:1〕天然有机材料 如稻草、麦草、稻壳等。
    　2〕无机材料 砂砾、石屑、炉渣等。
    　3〕人工合成材料 如土工织物。
２、外包滤料的设计
〔1〕选用不污染环境、价格较低、施工方便的外包滤料；
〔2〕外包滤料的渗透系数应比周围土壤大10倍以上；

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