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，汇集吸水管中的水流，并输送至排水明沟排走。 

检查井：观测暗管的水流情况，进行检修和清淤。 

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，某段管道堵塞影响范围较大。 

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。上海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、暗管的埋深与间距的确定 

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 

根据各地经验，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、理论计算法和经验数据法三种。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。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。经验数据法采用规范推荐的暗管间距。经验数据法，方法比较简便，估算精度显粗略。上述三种方法各有优缺点，最好的办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《规范》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范称为渗漏强度，农田排水工程技术规范称为渗漏率） 

　　　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（起始地下水面线比较平缓，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 ，若 ，则 即为所求，否则再计算新的 ，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范》，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范上的公式计算（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； 

（3）外包滤料的厚度可根据当地经验选取。淤积倾向较重的地区，散铺砂砾外包滤料的压实厚度不得小于8cm，在土壤淤积倾向较轻的地区，宜取5mm，在土壤无淤积倾向的地区，可适当减小外包滤料厚度。 

化纤外包滤料厚度应通过实验测定。 

注：土壤淤积倾向可用粘粒含量与粉粒加砂粒含量的比值Rg表示。 

　　Rg>=0.6时，无淤积倾向； 

　　Rg=0.5时，淤积倾向较轻； 

　　Rg<0.4时，淤积倾向较重。 

七、检查井设计 

吸水管长超过200m，或集水管长超过300m应设一个检查井，以便检查、清淤和维修；吸水管与集水管的连接处也布置检查井。井距不宜小于50m，井径不宜小于80cm，井的上一级管底应高于下一级管顶10cm，井内应预留30~50cm的沉沙深度。 

八、暗管排水出口 

暗管出口处3m左右改用强度较大的不透水管材，并伸出沟坡10cm以上。