农田除涝排水技术研究综述

从农田涝灾风险评估、农田除涝排水工程技术、农田除涝排水管理3个方面入手,综述了近年来国内外取得的相关研究成果,并对农田除涝排水技术研究的未来发展进行了展望.明确指出未来的重点方向是：研究变化环境下的农田涝灾演变规律,构建人工-自然复杂条件下的农田涝灾预测评估技术与方法;研究满足作物产量需求和环境保护要求的农田涝灾综合控制标准,提升传统农田除涝治理技术水平与管理模式,探讨现代化除涝技术与传统除涝技术相结合的技术体系;重视农田排水资源的高效利用,研究适宜不同类型区的节水灌溉与控制排水相结合、灌溉排水与沟塘湿地调蓄净化相结合、排水资源循环灌溉再利用与除涝抗旱相结合的农田排水管理模式.     

农田排水面临的形势、任务及发展趋势

排水系统不完善或排水不当会引起土地退化。不仅湿润地区需要排水,即使在世界上需要灌溉的半干旱和干旱地带,排水也不容忽视。因为由灌水产生的局部潮湿环境,亦需要通过人工排水来改善。从世界范围来看,农田排水尚不能适应农业的发展,在除涝防渍和盐碱土改良方面仍任重道远。农田排水技术从应用基础研究、排水方式、工程材料、施工与管理的手段等方面在迅速发展,应努力缩小我国同世界发达国家的差距。     

有关农田排水标准研究的几个问题

本文根据农田排水的任务，对农田除涝排水标准，防渍排水标准和控制盐碱化排水标准等三方面概述了已有调查总结和试验研究工作，在此基础上提出了在排水标准中有待研究解决的问题。     

有关农田排水标准研究的几个问题

本文根据在田排水的任务，对农田除涝排水标准、防渍排水标准和控制盐碱化排水标准等三方面概述了已有调查总结和试验研究工作，在此基础上提出了在排水标准中有待研究解决的问题。     

日本的排水(下)

三除涝排水的标准日本除涝排水的设计标准基本上分两大类:一是排除地表多余降雨径流的标准,二是控制农田地下水位的标准。而前者又包括设计降雨、设计外水位和设计内水位三种标准;后者则指设计地下水埋深,有时也包括地下水排水量标准,下面分别加以介绍。     

中国的农田排水技术进展与研究展望

涝渍盐碱灾害是我国不少地区农业生产发展的主要障碍,提高防御涝渍盐碱灾害的能力,对加速发展农业生产有着重要的现实意义和战略意义。长期的实践证明,农田排水在防御涝渍灾害和土壤盐碱化、改善田间耕作管理、增加农作物产量、促进国民经济发展等方面起着积极的作用。阐述了农田排水技术的重要性,回顾了排水技术的发展与主要实践,指出排水领域存在的问题和差距,结合我国国情,提出今后农田排水领域的研究发展方向。     

农田不同排水措施地下排水效果模拟试验研究

在地下水位较高、地表易于形成积水的中国南方地区,通过农田排水措施可以及时排除多余地表积水,快速降低地下水位,以达到排涝降渍、协同调控的目的.文中基于室内砂槽试验,揭示暗管排水、明沟排水、不同反滤体高度的反滤体排水及改进暗管排水等措施的地下排水规律及效果.结果表明:将暗管周围土体置换为高渗透性土体介质的改进暗管排水可明显提高排水流量,当土体置换高度达2 cm时(对应于田间条件40 cm),其排水流量均高于相同埋深条件下的其他排水措施,达暗管排水的1.59~1.66倍;改进暗排在地表积水消失时仍保持较大的排水流量,可达相同埋深暗管流量的2倍以上,在积水层消失后,能迅速降低农田土壤水的渍害胁迫,将地下水位降低至暗管埋设高度;各种排水措施,在地表积水即将消失时,出现了流量与水头变化幅度较大的现象.相对于各种地下排水措施,改进暗管排水在除涝降渍中存在明显优势.研究结果可为涝渍灾害易发地区高效除涝降渍减灾工程设计和建设提供参考.     

淮北平原区基于大沟蓄水技术的农田水资源调控模式

通过在安徽淮北平原的大田原型试验,分析了利用农田排水大沟进行控制蓄水的可行性及其对地表径流、地下水和土壤水的调控效果,提出了平原区依托大沟控制蓄水的农田水资源调控系统成套技术参数和模式。结果表明,单位长度大沟年调蓄水量为1.9×104m3/km左右,其影响范围内的农田地下水位较无控制大沟平均抬高约0.3~0.5 m,每年可增加作物对地下水的直接利用量50~80 mm,区域年农田水资源调控总量110 mm左右,约占当地年均降雨量的13%;只要控制合理、管理得当,不会因此而影响排水系统对农田涝渍的有效控制或降低原有排水工程的除涝降渍标准。以大沟控制蓄水进行农田水资源调控这一技术模式,是适合淮北平原区特点的解决水资源短缺和改善农田生态环境、调控区域水资源时空合理分布的有效途径。     

平原圩垸农田区除涝方法研究

我国南方圩垸地势平坦，大部分高程均在江、河（湖）洪枯水位之间，因此汛期容易受洪涝灾害影响。在分析南方圩垸地区特点的基础上，提出了除涝的措施，即增加抽排能力、增加水域滞蓄能力和两者结合的3种方案。再采用等效年值法，对3种方案进行投资比较，最终选择等效年值最小者为最佳除涝方案。例证表明，该方法合理可行。     

基于多智能体系统的农田控制排水

农田控制排水作为一项全新的农田水分调控模式在我国发展研究起来,一些农田控制排水试验研究表明,农田控制排水起到有效地防治农业面源污染、提高农作物产量以及高效合理利用管理水资源等目标。探讨研究的是基于多智能体的农田控制排水机理研究,建立农田控制排水各个目标的单个智能体系统,分析探讨单个智能体之间的协商等逻辑关系,实现农田控制排水多目标的协调统一,为农田控制排水决策提供理论依据,同时也可为农田控制排水软件开发提供参考资料。     

基于多智能体系统的农田控制排水机理研究

农田控制排水已作为一项全新的农田水分调控模式在我国发展起来,一些农田控制排水试验研究表明,农田控制排水起到有效地防治农业面源污染、提高农作物产量以及高效合理利用管理水资源等目标.探讨研究基于多智能体的农田控制排水机理,建立农田控制排水各个目标的单个智能体系统,分析探讨单个智能体之间的协商等逻辑关系,可以实现农田控制排水多目标的协调统一,为农田控制排水决策提供理论依据,同时也可为农田控制排水软件开发提供参考资料.     

基于生态混凝土的农田生态排水沟构建与环境效应

针对我国农业生产中面源污染严重的问题,以多孔生态混凝土为基质构建农田生态排水沟,研究新型农田生态排水沟对稻田排水中氮磷的去除效果及机制。结果表明,基于多孔生态混凝土技术构建的生态排水沟对稻田排水中TN、TP的去除率大于土质及混凝土排水沟,有效增强了对稻田排水中氮磷的去除效果。稻田施肥后10 d,生态排水沟对稻田排水中TN的去除率均值为86.57%,分别较土质(82.05%)及混凝土排水沟(83.55%)增加4.52%及3.02%;对稻田排水中TP的去除率均值为37.86%,分别较土质(25.62%)及混凝土排水沟(33.53%)增加12.24%及4.33%。研究结果完善了农田生态排水沟的构建技术,可为农业面源污染防治提供技术指导。     

洪水损毁农田修复管理——以北京市房山区为例

暴雨洪涝灾害对农田的损毁危害严重,不仅挤占了大量人力物力财力,也影响耕地1.2亿hm2（18亿亩）红线,严重威胁我国的粮食安全。该文分析了洪水对农田的致灾因素,总结了洪水损毁农田修复技术方案,提出了3阶段7步骤的洪水损毁农田修复管理模式,并以北京市房山区为例开展实证研究。为土地管理、农业、水利等业务相关部门执行修复决策,提供了理论依据和适用的政策工具包。      

一种自动排水的农田土层监测装置

针对季风性气候下我国大部分农田内出现的旱涝不均,而又因为农田主人与农田之间缺乏及时的信息反馈而导致的农田灾害现象,本文设计了一种自动排水的农田土层监测装置,该装置通过预埋在农田里的监测装置,实现对农田土壤层温度、湿度的实时监控,从而时刻感知农田土壤水文状况,及时反馈旱涝灾情,并且通过自动排水来缓解作物的生长困境,以达到在农田中的信息监测、信息反馈与灾情排解功能。     

基于MIKE模型的干沟排蓄控制方案优选

受气候、土壤和灌排条件等因素影响,安徽淮北平原是典型的旱涝交替发生区。排水干沟是淮北平原农田主要排水工程,通过对排水干沟的合理控制,适当抬高沟水位和地下水位,有助于实现旱涝综合治理。结合MIKE模型,以淮北平原区干沟控制区域为单元,研究小流域尺度的排蓄控制对农田水资源的调控效应以及对作物生长的影响,结果表明：在淮北平原区利用干沟节制闸进行排水、蓄水控制可有效抬升沟水位和地下水位,但抬升的幅度应根据降雨及作物种植结构进行合理控制,以节制闸为控制工程的干沟,汛期（6-9月）沟水位控制应以除涝降渍为主,沟水位应低于地面平均高程1.2 m以上,最高蓄水位按设计蓄水位控制,闸前水位低于设计蓄水位1.5 m时可关闸蓄水;非汛期（10-5月）沟水位控制以蓄水为主,最高蓄水位可超过设计蓄水位0.5 m,闸前水位低于设计蓄水位0.5 m时即可关闸蓄水。     

平原区农田控制排水对水资源的调

针对淮北地区降水特性、地形条件和农田的涝、旱特点,建立大型农田排水试验区,根据农田的水分状况控制排水,研究通过控制农田排水大沟增加当地地表径流利用的效果。研究表明,平原区利用广泛分布的农田排水大沟进行控制,可有效地拦蓄地表径流、补给地下水,是提高水资源的利用率、改善农业生产条件的有效措施之一。本研究对类似地区有参考价值。     

稻麦轮作高标准农田控制排水对排水与氮素输出削减效果模拟

稻麦轮作区高标准农田建设中,通过加深排水沟提高麦作期农田排水降渍能力的同时,加大稻作期农田排水输出,不仅降低了水资源利用效率,而且加重了接纳水体的污染。本文基于江苏省扬州市沿运灌区稻麦轮作农田排水水文水质过程的监测结果,利用田间水文模型（DRAINMOD）模拟了长序列气象条件下,灌区提高农田降渍能力对稻田排水、氮素流失及灌溉需求的负面影响以及控制排水措施的积极效果。结果表明,在节水灌溉模式下,研究区排水沟深度由现状的60cm加深至120cm,排水间距由120m加密至20m时,稻作期排水量与总氮（TN）输出负荷增加9.0%～22.2%、氨氮（NH3N）输出负荷增加4.0%～16.8%、灌溉用水量增加9.6%～23.4%。若结合田间管理要求,实施控制排水则可有效缓解提高农田降渍能力造成的负面影响;当排水沟深为120cm,间距为120～20m时,稻作期控制排水可使排水量和TN输出负荷减少19.3%～35.3%、NH3N输出负荷减少7.6%～27.2%、灌溉用水量减少22.9%～40.0%。由于控制排水降低了地下排水梯度,相较于传统排水,农沟从60cm加深至120cm时,地下排水平均占比降至50.7%,灌溉用水量相应减少。综上,稻麦轮作农田控制排水具有显著的节水减排作用,可有效降低高标准农田建设中提高降渍能力所产生的负面影响。研究成果可为稻麦轮作区高标准农田建设与水环境保护提供理论依据与技术支撑。     

系统辨识技术在农田排水系统中的应用

本文根据安徽淮北砂姜黑土区农田排水试验资料,采用系统辨识技术,建立农田排水系统的NDDMLPADS模型,模型通用性好,使用方便,为不同排水方式和工程规格条件下,进行农田地下水位动态模拟提供了一个新途径。     

平原城市化区域雨水二级排放规模的确定

以上海市城市化区域雨水排放为例 ,综合分析平原地区城市化区域雨水二级排放模式的特征 ,探讨二级排放模式中水利除涝模式的规模与市政排水模式的规模的匹配关系 ,以便为平原地区城市化区域雨水排放规模的选择提供参考 ,并对城市排水学科与水利区域除涝学科的交叉性作初步探讨。     

农田暗管排水技术及其施工机械

基于暗管排水技术的国内外研究进展,介绍农田暗管排水技术的工作原理、应用情况,论述其在排盐方面的作用及效果,探讨暗管技术的布设、施工、维护机械设计研究现状,为提高暗管排水技术的推广应用提供理论参考.