盛彤笙(1911~1987)
[拼音]:tianjian gongcheng
[英文]:farm irrigation and drainage system
指末級固定渠、溝(一般指農渠、農溝)及其所包圍的田塊內部的灌排管道和臨時灌排渠系,以及調節流量及配水的工程設施和建築物。是農田基本建設的重要組成部分。以治水改土為中心,對山、水、田、林、路、渠進行全面規劃、綜合治理,可以充分發揮灌排渠系的工程效益。
要求
田間工程既要考慮到農田水利現代化和科技發展的長遠需要,又要從農業生產發展的現狀出發,滿足灌溉、排澇、防湆、防治土壤鹽漬化和機械作業等方面的要求:
(1)灌溉。地面灌溉田間工程包括農渠、毛渠、輸水壟溝及畦田(或格田),其中毛渠及輸水壟溝是臨時渠道,在每年耕翻播種時設定。田間渠道要滿足自流灌溉的要求,並使渠線順直,佔地少。為了節省農業用地,保證灌溉質量,便於機械耕作和配水管理,應逐步實現田間渠道地下管道化,並做好土地平整和改良土壤工作。
(2)排澇。在降雨量大的地區或有暴雨地區,田間工程要能及時排除暴雨產生的田面積水,縮短農田淹水時間和減小淹水深度,以保證作物正常生長。淹水時間過長,植物根部土壤通氣不良,嚴重缺氧,併產生硫化氫、乙醇等有害物質,影響植物根系呼吸,宜修建田間排水溝網,及時排除田間多餘的積水。排澇用排水溝深為0.6~1.0米,並根據各地降雨特性、土壤質地、地下水埋深等確定排水溝間距。
(3)防湆。如地下水位過高,根系層土壤含水率過大,土壤通氣不良,則會引起湆害。為此需按作物正常生長要求控制地下水位,使土壤保持適宜的含水率。而作物要求的地下水埋深,隨作物種類、生長髮育階段、土壤性質而不同。因此,應根據當地水文特性和防湆標準,確定排水溝的深度和間距。
(4)防鹽。土壤中的鹽分主要隨水分而運動。由於土壤表面的蒸發,鹽分向上運移,可使表層土壤積鹽;在降雨或灌溉時,鹽分隨水向下運移,可使表層土壤脫鹽。土壤表層的積鹽和脫鹽,主要決定於蒸發和入滲條件。為了保障土壤不產生鹽漬化,使作物不受鹽害,排水溝深度應在地下水臨界深度以下0.4~0.5米。排水溝間距根據溝深和土壤質地,經計算或通過試驗確定(見鹽鹼地排水)。
(5)農業機械化。條田是末級固定渠、溝(一般指農渠、農溝)所控制的範圍,也是實施農業機械化操作的基本單位,其規格必須同機械化要求相適應。為提高機械化效率,條田的長度一般為 300~400米或800~1000米。平原地區多采用大型拖拉機,條田長度可採用上限;使用中型拖拉機為主的地區可採用下限;在南方丘陵、水稻種植區多采用小型拖拉機(包括手扶拖拉機),條田的長度宜採用較小的尺寸。
規劃佈置
各地區的自然條件不同,田間灌排渠系的組成和規劃佈置也有很大差異。
鬥、農級渠系佈置
在平原和圩區一般採用灌排相鄰和灌排相間兩種形式。灌排相鄰平行佈置形式適用於地形坡向單一、灌排方向一致的地區。灌排相間佈置形式適用於地形平坦或有一定波浪狀、起伏不大的地形,灌渠佈置在高處,向兩側灌水,排水溝佈置在低處,承洩兩側排水。其農渠、農溝的長度一般為400~800米,間距為200~400米。
在山區、丘陵區,坡陡谷深,岡衝交錯,地形起伏變化大,一般情況下排水條件好,而乾旱是影響農業生產的主要問題。但山丘間的沖田地勢較低,多雨季節山洪彙集,則易造成洪澇災害,其地下水位也較高。因此田面渠系的佈置必須全面解決旱、澇、湆害。支、斗渠一般沿岡嶺脊線佈置,農渠垂直於等高線,沿塝田短邊佈置,農渠多為雙向控制,實現灌排兩用。每一格田設有單獨的進出水口,以避免串灌串排。
條田內部渠系佈置
條田內部的渠系包括灌溉毛渠、輸水溝和灌水溝、畦等,在水田區還包括格田和田埂。主要有兩種佈置形式。
(1)縱向佈置:毛渠佈置與灌水溝、畦方向一致。灌溉水從毛渠流經輸水溝,然後進入灌水溝、畦。縱向適宜於地形較複雜、地面平整度較差的地區。根據具體地形,毛渠可佈置成雙向控制(沿毛渠兩側佈置輸水溝)或單向控制,以保證向溝、畦正常輸水,一般是垂直於等高線方向,以使灌水方向能與最大地面坡度方向一致,為灌水創造有利條件。但在地面坡度大於0.01時,為避免田間土壤沖刷,毛渠可與等高線斜交方向佈置。
(2)橫向佈置:毛渠佈置與溝、畦方向垂直。灌溉時,水從毛渠直接流入灌水溝、畦,不需輸水溝,從而減少了田間渠系長度,可節省土地和減少水量損失。毛渠一般沿著較小地面坡度方向佈置,而灌水溝、畦可沿最大地面坡度方向佈置,以利灌溉。橫向佈置適宜於地形平坦、坡度較小的地區。
水稻區田間渠系佈置
同旱作地區佈置基本類似。不同的是在條田內需修築田埂,將其分成許多格田。格田面積約3~5畝,寬20~40米,長約60~100米。格田長邊沿等高線方向佈置,每個格地設有進水口,由農渠直接供水,並設有排水口,將廢水排入農溝,從而避免了串灌串排。
渠系建築物佈置
為了有效地進行田間各級渠道的配水管理,在農渠進口設定量水裝置,並沿農渠各放水口設定放水口門。為了便於交通運輸和農業機械進入田間作業,在田間須設定一定數量的跨溝、跨渠建築物,如橋樑、涵洞等。為方便輸水,在渠道遇到障礙時可建築渡槽、倒虹吸管、跌水、陡坡等(見渠系建築物)。
研究動向
田間工程是發揮灌溉工程效益、合理利用水資源、有效調節農田水分狀況的重要環節,也是灌溉排水技術水平的重要標誌。在地面灌溉地區,首先要重視地面平整工作,並提高田間工程渠系施工的機械化水平。現已可採用鐳射平地機械,使土地平整的誤差在2釐米以內、地面坡度為0.001~0.008,以滿足畦灌和溝灌的要求。在水稻地區,格田田面要基本水平,平整精度在±3釐米以內。田間輸水系統的進一步發展是使農、毛兩級配水渠道實現地下管道化。在調節控制地下水位,改善以防止土壤受湆和鹽鹼化為目的的排水系統方面,中國自70年代以來已進行試點並逐步推廣使用暗管排水系統。