二、灌排技术
（一）灌水技术
地面灌溉是最古老的，也是目前应用最广泛、最主要的一种灌水技术。地面灌溉是指灌溉水在田面流动的过程中，借重力和毛细管作用湿润土壤，或在田面建立一定深度的水层，借重力作用逐渐渗入土壤的一种方法。这种方法具有田间工程简单、需要设备少、投资省、技术简单、操作方便、水头要求低、能耗少等优点，但又有明显的缺点，如容易破坏土壤团粒结构、表土容易板结、水的利用率低、平整土地工作量大等。地面灌水方法按其湿润土壤的方式不同，又可分为畦灌、沟灌、淹灌、波涌灌、长畦（沟）分段灌等。
1.畦灌
畦灌是用田埂将灌溉土地分割成一系列畦，灌水时将水引入畦田后，在畦田上形成很薄的水层，并沿畦长方向流动，在流动过程中主要借重力作用逐渐润湿土壤，如图6-2所示。
畦灌技术要素主要包括畦田坡度、畦长、畦宽、入畦流量、改水成数。畦田坡度一般为0.002～0.005，自流灌区的畦长一般以50～100m为宜，畦宽为2～4m，入畦单宽流量控制在3～8L/（s·m），畦田的改水成数应根据畦长、畦田坡度、土壤透水性以及入畦流量和灌水定额等因素确定。
2.沟灌
沟灌是在作物行间开挖灌水沟，水从输水沟进入灌水沟后，在流动过程中主要借毛细管作用湿润土壤，如图6-3所示。和畦灌比较，其明显的优点是不会破坏作物根部土壤结构，不导致田面板结，能减少田面蒸发损失，多雨季节还可以起排水作用。沟灌技术要素有沟长、沟底比降、入沟流量，根据土壤的透水性强、中、弱进行确定。
图6-2 畦灌示意图
图6-3 沟灌示意图
3.淹灌（又称格田灌）
淹灌是用田埂将灌溉土地划分成许多格田，灌水时使格田内保持一定深度的水层，借重力作用润湿土壤，如图6-4所示。
图6-4 淹灌示意图
淹灌要求格田有比较均匀的水层，为此要求格田地面坡度小于0.0002，而且田面平整。格田的形状一种为长方形或方形，水稻区格田规格依地形、土壤、耕作条件而异，在平原地区，农渠和农沟之间的距离通常是格田的长度，沟渠相间布置时，格田长度一般为100～150m；沟渠相邻布置时，格田长度一般为200～300m。格田宽度则按田间管理要求而定，不要影响通风、透光，一般为15～20m。在山丘地区的坡地上，格田长边沿等高线方向布置，以减少土地平整工作量，其长度应根据机耕要求而定，格田的宽度随地面坡度而定，坡度愈大，格田愈窄。
4.波涌灌（又称间歇灌溉）
利用间歇阀向沟（畦）间歇地供水，在沟（畦）中产生波涌，加快水流的推进速度，缩短沟（畦）首尾受水时间差，使土壤得到均匀湿润。波涌灌较传统的地面沟（畦）灌具有灌水均匀，灌水质量高，田面水流推进速度快，省水、节能和保肥，可实现自动控制等优点，缺点是比畦灌投资大。波涌灌技术要素直接影响灌水质量，应根据地形、土壤情况合理选定。
5.长畦（沟）分段灌
将一条长畦、长沟分为若干个没有横向畦埂的短畦，用塑料软管或地面输水沟将灌溉水输送入畦（沟）灌完为止。优点是节约水量，容易实现小定额灌水，灌水均匀，田间水有效利用率高，灌溉设施占地少，土地利用率高。(https://www.daowen.com)
（二）排水技术
为了除涝、防渍和制盐，就要排除地面涝水、地下渍水和盐碱冲洗水，并控制地下水位。田间排水系统分为竖井排水和水平排水两大类。竖井排水即用抽水打井的方式进行排水，以降低地下水位；水平排水即是在地面开挖沟道或在地下埋设暗管进行排水。
1.竖井排水
我国北方许多地区地下水埋深较浅，竖井排水发挥了重要作用，主要体现在以下方面。
（1）降低地下水位，防止土壤返盐。在井灌井排或竖井排水过程中，由于水井自地下水含水层中吸取了一定的水量，在水井附近和井灌井排地区内地下水位将随水量的排出而不断降低。地下水降低值一般包括两部分：一部分由于水井（或井群）长期抽水，地下水补给不及，消耗一部分地下水储量，在抽水区内外产生一个地下水位下降漏斗，称为静水位降深；另一部分是由于地下水向水井汇集过程中发生水头损失而产生的，距抽水井愈近，其数值愈大，在水井附近达到最大值。在水井抽水过程中形成的总水位降深称为动水位降深。由于水井的排水作用，增加了地下水人工排泄。地下水位显著降低，有效地增加了地下水埋深，减少了地下水的蒸发，因此可以防止土壤返盐。
（2）腾空地下库容，用以除涝治碱。干旱季节，结合井灌抽取地下水，降低地下水位，不仅可以防止土壤返盐，同时由于开发利用地下水，使汛前地下水位达到年内最低值，这样就可以腾空含水层中的土壤容积，供汛期存蓄入渗雨水之用。地下水位的降低，可以增加土壤蓄水能力和降雨入渗速度。由于降雨时大量雨水渗入地下，因此可以防止田面水形成淹涝和地下水位过高造成土壤过湿，达到除涝防渍的目的，同时还可以增加地下水提供的灌溉水量。
（3）促进土壤脱盐和地下淡化。竖井排水在水井影响范围内形成较深的地下水位下降漏斗。地下水位的下降，可以增加田面水的入渗速度，因而为土壤脱盐创造了有利的条件。在有灌溉水源的情况下，利用淡水压盐可以取得良好的效果。在地下咸水地区，如有地面淡水补给或沟渠侧渗补给，则随着含盐地下水的不断排除，地下水将逐步淡化。
竖井排水除可有效控制和降低地下水位外，还具有减少田间排水系统和土地平整的土方量，不需要开挖大量明沟，占地少和便于机耕，同时在有条件地区可与人工补给相结合，改善地下水水质。但竖井排水需消耗能源，运行管理费用较高，且需要有适宜的水文地质条件，在地表水透水系数过小或下部承压水压力过高时，难以达到预期的排水效果。
2.水平排水
根据排水方式的不同，田间排水系统有明沟排水系统和暗管排水系统两种型式。
（1）明沟排水系统。这是一种传统的、在我国被广泛采用的田间排水方式，它是田间灌排工程的一个重要组成部分。其布置型式应根据各地的地形和土壤条件、排水要求等因素，并结合田间灌溉工程，因地制宜地合理拟定，从而达到有效地调节农田水分状况的目的。
在地下埋深较大，无控制地下水位要求的易旱易涝地区，或虽有控制地下水位要求，但由于土质较轻，要求的末级固定渠道间距较大（如200～300m以上）的易旱、易涝、易渍地区，排水农沟可兼排地面水和控制地下水位，农田内部的排水沟只能排多余地面水的作用，这时，田间渠系应尽量灌排两用。若农田的地面坡度均匀一致，则毛渠和输水垄沟可全部结合使用，农沟以下可不布置排水沟道，见图6-5。若农田地面有微地形起伏，则只需在农田的较低处布置临时毛沟，其输水垄沟可以结合使用，见图6-6。
图6-5 毛渠、输水垄沟灌排两用的田间渠系
图6-6 输水垄沟灌排两用的田间渠系
在土质较严重的易旱、易涝、易渍地区，控制地下水位要求的排水沟间距较小，除排水农沟外，尚须在农田内部布置1～2级田间排水沟道。若控制地下水位要求的末级排水沟间距为100～150m，则可只设毛沟，见图6-7。毛沟深度一般至少为1.0～1.2m，农沟深度则在1.2～1.5m以上。为加速地表径流的排除，毛沟应大致平行等高线布置，机耕方向应平行于毛沟。若要求末级排水沟间距仅为30～50m，则在农田内部须布置毛沟和小沟两级排水沟，小沟的方向应大致平行等高线，以利地表径流的排除，见图6-8。如末级排水沟的深度较大，为便于机耕及少占耕地，则以做成暗管形式为宜。
图6-7 只设毛沟的田间排水网（单位：m）
图6-8 设有毛沟小沟的田间排水沟（单位：m）
（2）暗管排水系统。暗管排水系统一般由吸水管、集水管（或明沟）、检查井和出口控制建筑物等几部分组成，有的还在吸水管的上游端设置通气孔。吸水管是利用管壁上的孔眼或接缝，把土壤中过多的水分，通过滤料渗入管内。集水管则是汇集吸水管中的水流，并输送至排水明沟排走；检查井的作用是观测暗管的水流情况和在井内进行检查和清淤操作；出口控制建筑物用以调节和控制暗管水流。
暗管排水系统的基本布置形式有以下两种。
图6-9 一级暗管排水网布置图（单位：m）
图6-10 一级排水暗管田间布置图（单位：m）
1）一级暗管排水系统（图6-9、图6-10）。在田间只布置吸水管，吸水管与集水明沟垂直，且等距离、等埋深平行布置。每条暗管都有出水口，分别向两边的集水明沟排水。暗管一端与排水明沟相连，另一端封闭且距离灌溉渠道5～6m，以防止泥沙入管和防止渠水通过暗管流失。它具有布局简单、投资较少、便于检修等优点，我国大部分地区多采用这种布置形式。
2）二级暗管排水系统（图6-11、图6-12）。暗管由吸水管和集水管两级组成，吸水管垂直于集水管，集水管垂直于明沟，地下水先渗入吸水管，再汇入集水管，最后排入明沟。为减少管内泥沙淤积和便于管理，管道比降可采用1/500～1/1000，地形条件许可时可适当加大管道比降，以提高管内的冲淤能力，且每隔100m左右设置一个检查井。这种类型土地利用率高，有利于机械耕作，但布置较复杂，增加了检查井等建筑物，水头损失较大，用材和投资较多，适用于坡地地区。
图6-11 二级暗管排水网布置图（单位：m）
图6-12 二级排水暗管田间布置图（单位：m）
（a）平面布置图；（b）剖面图
二级暗管排水网在田间布置时，应使每个田块的吸水管通过控制建筑物与集水暗管相连。地下排水管道材料主要有瓦管、混凝土管、塑料管等。