1、中华人民共和国行业标准农田排水试验规范SL 109-95 条文说明次目总则.45 排水试验站建设与排水试验设计.46 确定排水标准的有关试验. 田间排水工程规格布局及结构功能试验.53 田间排水水管理试验.58 排水设计有关参数测定及作物、环境因素观测.60 资料的整理、分析与试验报告的编写.63 44 -i9，ndA结Fbzu7 1 总则1. O. 2 田间地面排水明沟规格布局试验涉及末级固定排水沟控制田块内的临时灌排设施(如旱作地区的沟、睡及水旱轮作区的格田、埔沟、小沟等)的状况，情况比较复杂，难作统一的规定;地面水排水模数涉及区域水文、气象、土壤、地形等多种因素以及流域治理规划，范围很大
2、，未列入本规范。一些特殊的或纯属研究性质的农田排水试验也未列入本规范。45 2 排水试验站建设与排水试验设计2.1.3 站址的选择首先应考虑代表性，若有两处以上可供选择，为了便于开展工作，则应选择在基础条件好、交通方便的地方建站。2.1.5.1 对于单项试验站，根据设站任务，运行年限等情况确定试验场地、仪器和设备以及工作人员、办公和生活设施。2.1.5.2 排水试验是一项严密的科技工作，并涉及水利、农学、土壤、气象等学科，为保证试验的质量，应配备相关的专业技术人员。2.2.3 为了能够明显地反应不同处理间的排水效果，各处理水平的差异档次应拉开，并包括极端情况。水文年不同对排水的效益影响很大，因
3、此，应保持试验的连续性和足够的试验年限，试验年份越快，排水效益的代表性越大。2.2.4 测坑和小区试验由于土层的扰动、试验控制条件以及用水管理水平与大田的情况有较大的差异，其试验的结果，往往与大田的情况有较大的出入，所以应安排大田试验，作为验证和补充。有的试验内容在田间进行时难以控制和操作，影响精度，可适当安排一些室内试验相互验证和补充。2.2.6 根据各地的经验，对照区较难安排。若距试区较近，能保证地形、土质、肥力等条件与试区的致性，但易受试区工程设施的影响;反之又难以保证原始条件的一致性。为此，布设对比区时，应进行认真分析比较，尽可能做到其自然条件和农业措施与试区致，又不受试区内新建排灌设
4、施的影响。46 3 确定排水标准的有关试验本章所述内容均为确定排水设计标准时所必须具备的基本依据，排水标准可应用有关试验成果通过技术经济论证确定。3. 1. 1 本节所指作物受淹试验仅测定田面淹水对作物生长发育及产量的影响，在试验处理所规定的受淹期结束后，应立即排除田面积水，控降地下水，不使作物在受淹之后又受清害影响。3.1.2.1 受淹试验的淹水深度，选值过大既不现实，同时还造成试验的困难，故选定某一淹水上限值，在无法确知当地最大可能淹水深度时，可考虑、以50cm为淹水上限值。生产实践表明，作物受清水或含较多泥沙的混浊水淹水时，产量受损的佳度差别较大。为此，在可能受挟带大量泥沙的洪涝水淹水的
5、地区，应开展清、浊水淹水的对比试验。非受淹期地下水埋深按作物正常生长要求进行控制。3.1.2.4 淹水水温对作物受淹减产有影响，故必须观测记录。3.1.3.2 由于水稻根系发育深度较浅，采用测筒试验时，筒内盛土深度可减至为6070cm。3.2.2 当前，我国采用的旱作物排横控制指标主要有以下3种t(1)以地下水埋深作为控制指标，在雨季，虽然雨强不大，但延续时间很长，相当于有一个稳定入惨补给的情况，其设计标准为某一设计频率的降雨强度下，规定一个允许的地下水上升高度(或地下水埋深)。(2)对于降雨延续时间不长，1.旦雨强较大的情况，采用一次降雨后的地下水动态作为设计标准，即规定雨后地下水自某一位置
6、的下降速度或规定在给定时期内地下水从某一位置的降落距离。(3)以地下水位连续动态作为控制指标。现实条件下，地下47 水位是波动的，排水系统的建立应能防止发生不利形式的地下水动态过程。地下水位连续动态控制指标有两个表示方式，即SEWx值与SDI值。SEWx表示在一定统计时期内(可以是全作物生育期，亦可为清害敏感期)，地下水埋深小于某限定深度z的累计值，在以30cm为限定深度时，其计算式为SEW30 = L: (30 - x;) Xi 30时，取Xi= 30 (3.2.2-1) 式中n一-统计时间，出xi-i日的地下水埋深，cm; SEW30一一地下水埋深小于30cm在统计期的累计值，cm d。S
7、DI称抑制日指标，其计算式为SDI = L:SDi CSi (3.2.2-2) 式中n一一具有明显的作物生理发展特点的生育阶段数;SDi-第i个生育阶段的抑制日因子，cm d。在现有的排水模型中，多以SEWx作为抑制日因子，此时式(3. 2. 2-2)为SDI=艺(SEW.r)i CSi (3.2.2-3) 式中CSi-第i个生育阶段的作物敏感因子，又称作物减产系数，其值为A一CS;=于7一其中YO -作物不受溃的产量;Yi -作物在t生育阶段受横后所得的产量。测定不同受横试验处理情况下的SEWx值与产量，统计求得SEWx或(SEWx)i值与产量，即可得SEWx与作物产量关系或SDI与产量的关
8、系。3.2.2.2 以地下水位连续动态作为排清控制指标的试验，关键在48 于形成田间不同的地下水动态变化过程，然后进行统计。如果此项试验结合其他排水试验(如规格布局试验)进行，可在不同的试验处理(包括不排水的对照区)或某一试验处理中利用沟(管)间地段排水过程中地下水回降速度不相同的特点，布设观测井，观测井排可布设在排水沟(管)中部L/2处，观测井位可分别距排水沟(管)边1m、B/16、B/8、B/4、B/2若沟(管)间距不大可取消B/16的测井处，在测井点位处划定固定的区域。mz内).观测作物生长发育状况及产量。3.2.2.3 (1)在采用地下水动态控制指标时，雨后地下水位降落速度较快尤其是靠
9、近排水沟(暗管)的部位.故应加密观测。(2)采用势能理论分析土壤水运动时，需在量测剖面埋设定位张力计测点。(3)土壤含水率的测定供分析农田水、气状况之用，雨后每天观测1次，其他时间可每5d观测1次。3.2.3.1 水稻受清试验应提供3种控制指标，供确定排渍设计标准和水稻田排水水管理时采用。3.2.3.2 (1)水稻试验田的灌溉制度按当地丰产灌溉制度设计，晒田期按常规要求安排。(2)淹灌期稻田渗漏强度按常规(不受横)处理。(3)在土质一定的情况下，土地承载能力决定于土壤含水率状况，在测定土壤含水率与土地承载力的关系后，通过试验可求得土地承载力与地下水位下降速度关系。3.2.3.3 (1)大田试验
10、时，在淹水层变化不大的情况下，通过维持排水沟(暗管)的水位即可维持相对稳定的沟(管)间地段的入渗强度。为此，试验区的排水沟系统需修建控制建筑物，以便进行管理操作。3.3.2.2 土壤盐分组成及分类表如表3.3.2.2-1。49 表3.3.2.2-1土壤盐分分类寝土壤盐分组成类型CI-l/S0，2离子比例土壤盐分组成类型CI-l/S0，2离子比例(m. e) (m. e) 氯化物4 氯化物硫酸盐0.5-1 硫酸盐一氯化物1-4 硫酸盐0.80 1.00 1.20 2.00 注表中数字为1m土层中平均含盐量的百分数(!lPg/100 g土)。3.3.2.3 (1)分层取土所测得的土壤含盐量分别代表
11、该取土层厚度内的平均土壤含盐量。(2)若利用测筒进行连续作物耐盐筒栽试验，则栽种作物前必需重新测定剖面土壤含盐量。3.3.3.1 碱化土壤分类见表3.3.3.1-10碱化度是土壤中交换性纳离子占阳离子交换总量的百分数。碱化度是土壤总体的碱性指标。碱化土壤分级见表3.3.3.1-203.4 在盐愤地区，地下水适宜埋深视季节而异，本节所述为一年中容易返盐季节(春季)的地下水适宜深度(亦称地F水临界深50 度)的试验问题3一般而言，可以根据地下水临界深度的试验成果，分析确定排水地区田间排水沟(暗管)的深度。表3.3.3.1-1碱化土攘分类表离子比例(m. e) 碱化土壤类型HC03 HCClO-F
12、HSCOOi-F CI一+SOI-CI 硫酸盐一氯化物苏打1 1 氯化物一硫酸盐-苏打1 1 苏打一氯化物硫酸盐0.2-1 1 1 苏打一硫酸盐氯化物0.2-1 1 50%表3.3.3.1-2碱化土壤分组表气之吏残余碳酸锅碱化度pH Cm. e!100g土)C%) 非碱化土0.40 40 9.6 注表中数字为40cm土层平均值。3.4.2 选定的试验区地形应比较平缓，开挖排水沟应有足够的长度并保证有良好的出流条件，在测得试验区有关水文地质参数的情况下，可按一侧河沟的半无限情况估算排水过程中地下水位动态变化，据此确定观测断面的井位。计算公式(适用于地下水与河沟水位齐平，雨后沟水位短期内下降至设汁
13、水位的情况)如下S(x,t) = Hll一旷c卜仨11叫飞飞2气/at / / 51 式中H一一均水位瞬降的深度，m; A一一雨后地下水位埋深，m; 工一，计算点距沟的距离，m; t一-一计算时间，d; 一一压力传导系数，m2/d; s(x，。一一t时刻处的地下水埋深，m。3.5 盐愤地区灌溉(降雨)季节，对表土盐分有一定的冲洗作用，但引起地下水位上升，使作物受到愤害，为保证作物正常生长，需对地下水位进行控制。本节所述为测定不同地下水位回落速度与作物受盐渍危害的关系。灌、溉(降雨)季节地下水位回落速度与地下水临界深度共同构成盐愤地区田间排水系统设计的两个控制指标。3.5.2 排水过程中，沟间地
14、段各点地下水回落速度不一样，在沟间断面不同位置设立观测点，即可得到不同地下水回落速度的试验处理。52 4 田间排水工程规格布局及结构功能试验4. 1 本节内容仅涉及农田地下排水的田间排水沟(暗管)规格布局的试验内容。4.1.1 田间排水沟(管)规格布局试验的主要目的是通过不同排水沟(管)间距与深度组成的田间排水系统的排水试验，观测不同布置形式的排水效果，核定符合当地土壤及水文地质条件的有关设计参数(水力传导度、压力传导系数、给水度等)和确定地下排水系统计算方法，为进行大面积田间排水系统规划设计提供依据。4.1.2 (1)为减少二维流影响，规定试验田块长度大于沟(或暗管)间距3倍。(2)排水明沟
15、间距较暗管大，所以，田间排水试验小区内排水沟条数可减少至3条。(3)相邻处理排水沟(管)深度相差过大，试验小区之间将发生水力干扰，改变水流运动条件，影响试验的精确性。因此，排水沟(管不同深度和间距试验必须按递增或递减顺序安排。4.1.3 (1)剩余水头是指雨后地下水位降至一定深度后排水过程十分缓慢时排水沟(管)中部地下水位与沟(管)水位高程之差。一般取20-30cm。排横系统设计采用地下水埋深作控制指标时，表明设计地区雨季中连续降雨时间较长，根据设计频率，可得出排水期平均降雨强度。在这种情况下，田间地下水位适宜埋深是指有连续降雨入渗情况下，维持作物正常生长所允许的地下水位埋深最小值。排水沟(管
16、)的深度应保证在沟(管)中间地带排除该设计雨强时53 地下水位值(即B/2处地下水位)符合适宜埋深要求。据此粗估排水沟(管)深度时应是适宜深度加排除设计雨强所必须的工作水头。(2)排水沟(管)间距的计算公式可参考水利水电行业标准农田排水技术规程)(南方农田暗管排水部分)SLl5-90。4.1.4 地下水位观测剖面和观测井位示意图见图4.1. 40 。GGTl问|!土阳VUT耐啊部农EE乍;斗.1 1. .4 4. .1 1. 1. .1 .1 1-10 观测井布置图4.2 鼠道排水主要适用于粘土、粘壤土和中壤土质的排水地区。若砂性土质地区必须修建鼠道时，应采取固壁措施。4.2.3 由于鼠道间距
17、较小，为避免各试验处理间的水力干扰，规54 图4.1.4定每一处理鼠道最少为5条。4.2.3.1 浅层鼠道的作用是加快耕作层清水的排除。在地表下有犁底层时，鼠道犁的切缝深至少应划穿犁底层。4.2.3.2 鼠道间距的经验值可参考水利水电行业标准SLl5-90农田排水技术规程)(南方农田暗管排水部分)。4.3 井排井灌有以下几个方面的内容:(1)己确定井排结合井灌的工作制度和对地下水动态的要求，通过试验选定水井布局。(2)水井布局已定，通过试验确定井排井灌的工作制度。(3)对已有几种水井规格布局进行排水试验，探求最优的结合井灌的工作制度。前者属于水井规格布局试验，后者为水管理试验，很多情况下两方面
18、的内容是结合一起进行的。农田井排系统为冲洗改良盐碱土创造良好的入渗和排水出流条件，是冲洗改良盐碱土工程的一部分;在地下水质符合灌溉要求且含水层与潜水有良好水力联系的地区，可以通过井灌控制地下水位，达到既满足灌溉需要又能防治次生盐碱化的双重目的。本节仅涉及井排结合井灌，而以井排控制地下水位为主要目的的水井规格布局试验问题。4.3.5.1 按大面积均匀布井时，试验井至少应有4个，呈正菱形布置，测试田块设在菱形的中部。4.4 多层排水系统是近年来发展起来的排水系统，目前国内多为双层排水系统，为此，本节仅涉及双层排水系统的试验内容。4.4.1 双层排水系统是通过两层排水系统的组合，达到加快地表水、浅层
19、滞水和下层水的排除目的，由于排水沟(管)所处的层位不同，其所担负的排水任务也不同。双层排水系统规格布局试验要通过对系统综合排水能力的分析进行评价。4.5.1 边坡防明方法的选定应在分析当地边坡防塌原因的基础上，根据提高边坡土壤的抗剪强度和削弱下滑力两因素，选定边坡防楞措施。55 边坡防现评价指标是塌坡量。间接评价指标有溢水线高度、出溢水头、侧渗水头梯度、边坡上自然含水率等。边坡防拥技术措施的评价指标是防明效果、耐久性、经济成本和可操作性。4.5.3 (3)土工织物反滤导渗是用无纺布包裹砂滤料进行反滤。砂撞料导渗槽是指在边坡上隔一定距离挖一窄槽，填装砂滤料导渗，疏干边坡地下水。4.5.4 边坡拥
20、塌造成的沟道淤积量应及时记录，并随时清理，以免造成沟道阻塞。4.6.1 为节约工程投资，应鼓励利用当地材料制作排水暗管，但制作的暗管，必须进行结构及功能试验，同时还要进行两年以上的测试，检验其结构及水力性能的变化。对于某些特殊材料制作的暗管，还应监测其对环境的污染和对作物的影响。4.6.2 无条件进行室内暗管水力性能试验时，可在通过力学试验后直接在田间进行试验。力学性能测试方法，柔性材料管可引用美国材料学会规范ASTMD2412的测试规定;刚性材料管可参用国标GB2832-2837-81陶管试验方法的测试规定。4.6.4 在相同水力条件下，r.值和H.lH，值越小，暗管综合水力性能越好。在非稳
21、定流情况下，采用通过设计排水流量时的H./H，值进行评价。进口阻力值Te可采用下式计算HeL r. = H.!qu或几=.Q (d/m) 式中H.-进口水头(见图4.6.的，指离暗管0.4m处测井的56 水头，m; L一一排水暗管长度，m; qu一一-单位长度暗管的排水流量，m3/d. m; Q一-排水暗管出流量，m3/d; H , -总工作水头，m。图4.6.4暗管排水入管水头及总工作水头示意图4.7.7 (1)鼠道成洞形状观测是在鼠道施工后挖开一个剖面，观测成洞形状及洞周围裂隙发育及裂缝状况，并照相存档。相同条件的鼠道要挖3个以上剖面，使测试结果更具代表性。(2)洞体结构观测:在鼠道开挖前
22、后，洞体周围土壤密度发生变化。开挖前测定土壤密度，开挖后，在垂直洞轴剖面，自地表至洞下2030cm，每lO15cm取土测定土壤密度，在洞轴两侧的水平方向O30cm范围内各取3点同时测定，借此分析洞体周围土壤被挤压的情况，分析洞体稳定性。(3)在大面积鼠道排水区，应调查鼠道工作情况，包括出流情况，失效鼠道的比率以及对有代表性的鼠道挖开剖面作洞体变形及淤积量测定，通过统计分析判断鼠道排水系统整体效应，为确定鼠道施工技术及管理措施提供依据。57 5 田间排水水管理试验(1)关于排水水管理试验结果的评定标准。排水水管理试验结果应从是否达到排水设计标准、具有较高产量及工程良好工作状态3个方面进行评价和判
23、断。(2)关于排水水管理试验方案。一般情况下，对于已确定的排水设计标准和相应的田间排水控制要求而言，排水水管理方案不难确定，故不宜进行明显不合理、无推广应用价值的多方案对比试验。5.1.3 农田的排水要求主要决定于水文、气象条件，不同水文年排水要求差异极大，为反映不同水文年排水水管理的特点，同一类型的排水试验应连续进行若干年，以期得到不同水文年份的试验结果。5.2.3.2 (2)排水沟(管)的功能是指对田间地下水动态的控制能力。排水沟(管)的工程状况，对于暗管可通过综合水力性能(进口阻力值re和进口水头损失比He/H，)在运用中的变化，暗管淤积，排沙情况评价，当综合水力性能变化不大和淤积，排沙
24、现象较少时，表明暗管工程状况良好;明向排水系统的工程状况，可通过明沟纵、横断面和边坡的稳定性进行评价，纵横断面和边坡稳定时，表明明沟的工程状况良好。5.2.3.3 (2)定水位供水指漫润灌溉期间，实行漫润灌溉的沟(管)进口处的水位保持不变;定流量供水是指浸润灌溉沟(管进口断面处的流量保持不变。这两种情况都是对浸润灌溉水源条件较好，灌溉水源有保证的情况而言。5.4.2 本试验是在己建成的井排井灌区进行的，有条件时应选择较多的井进行观测试验，在梅花状均匀布井的情况下，一个试验58 单元区至少应由7个井组成。5.5.4 拟开展排水再利用试验的地区，在确定试验地后，应对试区天然地下径流状况进行调查，如
25、试区地下水天然流向、地下径流量、地下水平均坡降以及逸出带等，以便进行试验设计。59 6 排水设计有关参数测定及作物、环境因素观测水文地质参数、农作物及环境因素等均存在空间变异问题，在测定这些值时，取祥(或试验点)应足够多，以便求得符合当地(时)条件的代表值。6. 1 饱和水力传导度可通过室内试验或直接在现场测定。由于室内试验不便于取得足够尺寸的试样，且其结果不够精确，有条件时，、应直接在田间现场测定。6.1.2 双套环法测垂向饱和水力传导度是一种近似的方法，适合于在有足够厚度均质土层的地方采用。若土层为非均质，要测定下层土壤的饱和水力传导度时，应把上部土层挖去，将双套环直接放置在下层土的裸露表
26、面上进行测定。6.2 有条件时应采用野外取得的资料(抽水试验或地下水动态观测)分析计算给水度。6.3 压力传导度a，给水度与导水系数T(T=Km , K为饱和水力传导度，m为含水层或过水断面厚度)三者之间存在如下关系Km =一=一(6.3) 只要测得其中两个，就可通过式(6.3)求得第三个。6.4 由于土壤水分运动的滞后特性，土壤水的负压与含水率(即土壤水分特征曲线)间不是单值函数的关系。因此，脱温过程与吸湿过程测得的水分特征曲线不重叠，正确地利用土壤负压与含水率关系就必须分清土壤水分变化处于何种状态。若土壤水运动处于脱湿过程则使用脱湿曲线，处于吸湿过程则使用吸温曲线。(1)压力板(膜)提取仪
27、能测定O10MPa吸力范围脱湿过程的土壤水分特征曲线，容积式压力板吸提仪能测定。200kPa 60 吸力范围的吸湿及脱温过程的土壤水分特征曲线。受张力汁测压范围的限制，土盒法仅能测定0100kPa吸力的土壤水分特征曲线。6. 5.16. 5. 4 为了掌握排水改良横涝地土壤的不良性状并进行改良，应详细调查开展排水试验前试区的土壤剖面性状并进行理化分析，作为以后对照的基础。所提出的测定项目为常规测定项目，测定方法可参考以下文献z土壤物理性质测定法)(科学出版社，1978年h土壤物理及土壤改良研究方法)(上海科技出版社，1982年h土壤学与农作学)(水利电力出版社，1992年);土壤理化分析)(上
28、海科技出版社，1983年);土壤农业化学常规分析方法)(科学出版社，1983年)。稻田、清清地以及盐碱土均有其特殊的理化性状，故需分别测定一些能反映其特征的项目。依据的文献为上述所列的两种文献，6.6.2 窄行作物每个观测点应连续固定510穴(或丛)，宽行作物每个观测点应连续固定510株。在农业科学试验中，常以有50%的植株出现某种形态特征的日期来代表某一生育期的日期，以10%和80%的植株出现该形态特征的日期分别为该生育期的始期和盛期。在排水试验中主要是掌握各生育期的起止日期，而不是某一代表日期。每种作物的各个生育期各有一定的前后重叠，而在排水时不同阶段的日期既不能重叠也不能间断，故宜采用本
29、条所规定的起止日期为准，这样既与农业上的划分相符，也便于在排水试验中采用。6.7.2 因水面蒸发量不是气象站观测的主要项目，一般只用20cm口径蒸发器观测，而在排水试验中，水面蒸发量则是一个重要项目且要求精度较高，为达到观耐精度需用E601型蒸发器进行观测。6.8 水样的采集和贮存是一个十分重要的环节，取样不准或贮存不善都能造成水质的变化，并使测定结果失去准确性，故一定要严格按照取样要求采集。采梓器应使用无色具塞玻璃瓶或具塞聚61 乙烯瓶。采样前应先用水样洗涤样瓶23次。一般应在水面以下20 cm左右处取样。采得水样后应进行必要的处理，并立即密封尽快化验，搁置时间不能超过一周。6. 8. 1
30、6. 8. 2 所列出的宜测定项目多为常规项目，试验中可根据需要选定。采用的方法可参照水和废水监测分析方法)(中国环境科学出版社，1989年)。62 7 资料的整理、分析与试验报告的编写7.1.1-7.2.6 主要是为保证原始资料的正确性和可靠性，以及资料整理的统一性和标准化而制定。7.3.3 为避免排水试验得出错误或虚假的结论，故作出了必须进行显著性检验的规定。7.3.4凡为因素均方差与误差均方差的比值;FO.I FO.05、Fo.ol为F分布表中相应于a=O.l、a=0.05、a=O.Ol的临界值，均根据试验中的因素自由度/1与误差自由度儿查出。7.3.5 考虑到不同水文年对排水试验效果的影响很大，因此规定，分析资料时应分析主要资料在不同年际间的差异及变化规律。据此也可考查所取得的试验成果是否符合设计条件。7.4 本节的规定，主要是为试验报告编写的统一性和规范化而制定。7.4.2 (8)以往对排水试验结果的优选，多以产量为主要依据，不尽合理。因此规定应进行水利经济分析，进行综合评价。63 mm|gF .J 书号:1580124.54 JC 8.00 定价:
