暗管排水技术在农田水利中的应用研究

李帅

摘要 暗管排水是一项通过在田间铺设地下管道排除多余的地下水以及土壤水分的技术，被广泛应用于农业生产中，可有效保护土壤，为农作物创造了良好的生长环境，增加经济效益。根据暗管排水技术的特点，简述了排水暗管系统的构成与作用，进一步阐述暗管排水工程中应注意的重点问题。

关键词 暗管排水;农业生产;暗管系统

中图分类号：S607 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）10–0147–02

随着我国农业的发展，暗管排水技术得到了广泛地应用，暗管排水技术一般可分为集水管道和吸水管道。吸水管是利用管道之间连接管壁上的孔将多余的水过滤并包裹在土壤中，將物料包裹在外面，并渗入管道内，而集水管是不透水的，集水管将水收集到下一个集水明渠中，最终排入排水区。

1 暗管排水技术分析

暗管排水技术是指人们在农田挖出的地下沟渠，将排水管道铺设在里面，以达到排水效果的一种措施，地下水或者土壤中多余的水分通过管道壁上的小孔或者管道连接处进入到暗管内排出，有效地调节和控制了土壤中的水分，促进农作物的生长，增加农民的经济效益，在农田排水措施中，暗管排水技术有利于农业机械化，可以提高土地利用效率。

1.1 暗管排水系统组成

暗管排水系统主要由吸水管、集水管、截渗管、检查井和出口控制建筑物等组成。其中，吸水管是在管壁上开有孔或间隙并外壁包有过滤材料的管道，外滤料的作用是防止泥沙进入吸水管，吸水管用于吸收和清除田间多余的地下水;集水管是不透水管，用于收集田间排水管中的水流，并将水流输送到明渠排放;截渗管用于截取河流或者高边坡的地下径流，以此来降低农田附近地区的地下水位，同时避免低洼地区浸入地下水，起到防止内涝的作用;检查井是对暗管内的水流情况进行观察，并进行维修及清理工作;出口控制建筑物是用于对地下水流的调节和控制。

1.2 暗管排水结构形式

暗管排水技术主要有3种结构形式：（1）暗管：即不同材料制成的各种形状的管子埋在地下，周围用过滤材料包围，地下水通过水压的作用经多孔管壁或管接头间隙渗入管内，通过集水管排放出去;（2）暗沟：在田间挖掘一定深度的沟槽，填筑完毕后，用土壤表面或预制顶盖覆盖;（3）鼠道：适用于粘性土壤地区，在砂性土壤地区使用时应采取固壁措施。

1.3 排水暗管材料的组成

随着农业经济以及暗水管道技术的快速发展，研究人员相继开发了水泥土管、石灰土管、水泥过滤管、塑料管道等。当前我国用于地下排水工艺的排水塑料管主要有聚丙烯光管与双螺旋形波纹管，波纹管槽内设置精密排水槽，使水易于进入管道，但不易进入泥沙，且纵向柔韧性优于光滑塑料管，在运输和安装过程中不会损坏，抗土壤载荷能力高于光滑塑料管，已经逐渐广泛应用到暗管排水技术中。

1.4 暗管外壁滤料和裹料的组成

暗管排水系统包括2种材料：过滤材料和包裹材料。过滤材料主要起过滤作用，能有效防止细土料进入排水管道，一般情况下正常的滤料都可以实现滤料对土壤细粒的过滤作用，对过滤材料的质量与材质要求较低。包裹材料可以改善水流条件，增大进入排水管道的水面积，发挥暗水管道排水系统的导水作用，改善管床条件，在用于包裹的材料中，分为有机、无机与合成材料，即砾石料、农副产品或植物茎叶、玻璃纤维布等。

2 暗管布设技术及施工机械

2.1 规划布设

暗管排水工程参数的准确性十分重要，特别是埋深深度、间距和管径的确定，通常排水暗管的埋设深度是一样的，排列顺序相等。在施工过程中，技术人员应根据区域的土壤情况以及出水情况确定合适的管道埋设深度和间距。对暗管排水技术的应用推广，不仅要考虑其应用效果，还要考虑建设成本，相关部门应建立健全相关制度，规范暗管工程的设计、施工与管理。

2.2 施工机械

随着科技的不断发展，暗管工程技术也在不断优化升级，铺设方式已从传统的人工铺设转型为机械铺设，传统的水泥管材质差，容易腐蚀漏水，已逐渐被波纹塑料排水管所代替，传统的管道外包砾石过滤材料已被成土工织物所取代，以往的暗管排水采用挖沟、埋管、填充滤料、填充原土等人工方式进行。随着农业经济的发展，农业机械化水平也得到了很大的提高，开挖和铺管接头施工机械得到不断研究和应用，部分机械可以一次性完成过滤材料和回填作业，大大提高了工作效率。

目前工程机械主要分为2大类：链式工程机械和犁式工程机械。大型机械配有激光仰角控制系统、倾斜控制、摆动牵引系统和加热设备，机械设计更趋向于人性化和智能化。

2.3 管道维护

管道维护的主要目的是防止管道堵塞而影响正常排水功能，暗管工程投资较大，对施工技术要求极高，若暗管外壁砂滤层处理不当，容易堵塞、失效，增加维修成本。相关技术人员应做好维护与保养工作，根据管道系统淤积特点定期进行清洗和维护，使暗管系统持续保持良好的工作状态，同时根据当地条件和土壤类型制定暗管排水工程技术的标准规范。

3 暗管排水工程应注意的问题

3.1 暗管排水区域与管材选择

暗管排水管道应选择安装在排水条件较好的区域，出水高度应在下沉沟大水位30 cm 以上，避免淹没式出流。暗管管材的选择应结合区域的土质、地形等因素来考虑，目前使用最多的是波纹塑料管，材料重量轻，便于运输与铺设，极其适用于机械施工。波纹塑料管有3种：平行环形、单螺纹与双螺纹，表面粗糙度为0.016，要求进水孔在管壁周围均匀开启，每1 m管长进水孔面积不小于800 mm2，暗管直径的确定应满足自由流条件下的设计流量，一般在63～75 mm之间，根据管道长度的变化逐渐增大直径，满足排水要求。

3.2 施工方法

暗管排水工程的主要作用是有效调节地下水位，集中改造0～40 cm农作耕层，实现1 m土体含盐量下降至0.2%以下，有效改善与控制农作耕层土壤含盐量，应采用机械化施工方法来提高工程质量。

工程機械有2种：非开挖铺管机和开挖铺管机。当前，EGS3000型链式挖沟机应用广泛，开挖深度可达到2 m，挖沟宽度可调，开挖速度较快，且配有双斜率激光控制系统，能保证准确的暗管斜率，操作简单，铺设效率高。

3.3 暗管埋深及间距

暗管的埋深与间距与当地土壤质地，气候条件，出水情况有密切的关系，在盐渍地区埋管深度应作为临界埋深，一般为1.5～2.5 m;在湿害地区埋管深度可依据作物根系埋深，一般为0.8～1.5 m;暗管之间的距离取决于埋管的深度、土壤渗透性和排水标准，暗管可沿原沟位布置，间距通常在60～85 m之间，同时地下管线应在平坦地区等间距铺设，垂直管线应铺设在山前，以确保排水通畅。

3.4 外包材料选用

选择质量好的管道外包材料可以有效提高暗水管道的排水效果。暗水管道铺设在地底下，土壤盐化较为严重且腐蚀性强，故要选择耐腐蚀性以及渗透性较好的外包材料，且材料要外表致密、内部薄，防止土壤中的颗粒对管道外壁的细小排水孔造成堵塞。当前较为广泛使用的外包材料为土工织物，具有产品种类多、便于运输、耐腐蚀性强、厚度高、重量轻等良好的性能，大大提高了施工质量以及暗水管道排水效果。

3.5 观察井设置

观测井通常位于管道的交汇处，观察排水管的出水情况，并进行地下管道疏浚作业，通常观察井的直径在75～100 cm之间，观察井内的暗管底部应高于集水管顶部约10 cm，观察井底应低于集水管底部约30 cm，避免淤泥堆积。

4 结束语

有效的灌溉利于提高农业生产效益。暗管排水技术可以有效控制地下水位，充分发挥排水效益、改良土壤、提高农田的综合产能，增加作物产量与收入，具有显著的经济效益和生态效益，是当前农田排水技术研究的重点。利用暗管排水工程进行排水，施工速度快，可提高水资源的利用率，且成本较低，具有广阔的应用前景。

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责任编辑：黄艳飞

Study on Application of Underground Pipe Drainage Technology in Farmland Water Conservancy

LI Shuai （Taiyuan University， Shanxi， Taiyuan 030032）

Abstract Subsurface Drainage is a technique to remove excess groundwater and soil water by laying underground pipes in the field. It is widely used in agricultural production， which effectively protects the soil， according to the characteristics of the underground drainage technology， this paper briefly describes the composition and function of the underground drainage pipe system， which creates a good growing environment for crops and increases economic benefits， the key problems that should be paid attention to in the underground pipe drainage engineering are further expounded.

Key words Concealed Pipe Drainage; Agricultural Production; Concealed pipe system