23.2.1 田间排水系统
在地下水位较高或有盐渍化的灌区，必须修建控制地下水位的排水系统。设置排水的目的是防止因灌溉或降雨引起地下水位上升而造成土壤渍化或土壤盐碱化。
田间排水系统有水平排水和垂直排水，水平排水又分为明沟排水和暗管排水，明沟排水就是排水沟在地表开放的排水系统；暗管排水就是将可透水的排水管道埋设在地表以下某深度处，通过在暗管不同距离上设置的抽水井抽水排除暗管分布区域地下水的排水系统。本章主要介绍明沟排水系统。
1.排水沟对地下水位的调控作用[1]
降雨时落入地面上的水量，除了产生地表径流在短时间内流出本区域外，一部分储存在地下水位以上的土壤中，另一部分则透过土层补给地下水，引起地下水位的上升。如果在田间未设排水沟，降雨停止后地下水位的回落主要依靠地表蒸发和作物蒸腾，而蒸发蒸腾强度随着地下水位的下降而降低，引起地下水位的降落速度也随地下水位的埋藏深度的增加而减弱，当地下水位下降到地表以下一定的深度时，水位下降将十分缓慢。如果在田间设排水沟，在降雨过程中就有一部分进入土壤的水量从排水沟中排出，因而地下水位的上升必然较未设排水沟时为小，这样就抑制了地下水位的上升；当降雨停止后，在蒸发蒸腾和排水沟的双重作用下，地下水会迅速排出，地下水位会迅速降低。由于田间排水沟在降雨过程中可以减小地下水位的上升，雨停后又可加速地下水的排出和地下水位的回落，所以田间排水沟对地下水位有重要的调控作用。
2.排水沟间距与导压系数以及排水沟深度的关系[1]
排水沟间距与土层的导压系数或水位传导系数有关，导压系数为
式中：α为导压系数；h为含水层厚度或渗流水深；Sv为给水度；k为渗透系数；kh为导水系数。
由式（23.1）可以看出，含水层的导压系数取决于土壤的透水能力（透水性）和含水层厚度以及土壤在重力作用下能自由排出水量的性能。导压系数α大，说明土壤粗孔隙占比多，导水能力大，排水就容易；反之，导压系数α小，说明土壤的细孔隙占比大，导水能力小，排水就不容易。同样的，细孔隙占比大，给水度就小；粗孔隙占比大，给水度也就大。由此可分析得到导压系数大，排水就容易，达到同样效果所需要的排水沟间距就可以大一些；反之导压系数小，达到同样效果所需要的排水沟间距就应该小一些。(https://www.daowen.com)
在同一排水沟深度的情况下，排水沟的间距越小，地下水位下降速度越快，在一定时间内地下水位的下降值越大；反之，排水沟的间距越大，地下水位下降越慢，在一定时间内地下水位的下降值越小。在同一排水沟间距的情况下，沟深越大，地下水位下降速度越快；反之，沟深越小，地下水位下降越慢。
图23.1为两种排水沟示意图，第一种排水沟间距较大，沟深也较大，图中字母下标为1的属于这种情况；另一种排水沟间距较小，沟深也较浅，图中字母下标为2的属于这种情况。设排水沟的间距为L、深度为D、排水沟中的水深为s、地下水的埋藏深度为ΔH、两沟之间中点地下水位与排水沟中的水位之差为Δh。由图23.1可以看出，在一定的时间内，当地下水的埋藏深度ΔH一定时，排水沟的间距L1越大，需要的排水沟深度D1也越大；反之，排水沟的间距L2越小，需要的排水沟深度D2也越小。
由以上分析可以看出，排水沟的间距取决于土壤的导压系数和排水沟的深度，而土壤的导压系数又与土壤的物理特性和含水层厚度有关，影响因素十分复杂。设计排水沟时，一般先根据作物要求的地下水埋藏深度、排水沟边坡稳定性、施工难易程度等确定排水沟的深度，然后确定相应的排水沟间距。
图23.1 两种排水沟示意图
当作物要求的地下水埋藏深度ΔH一定时，排水沟的深度可表示为
式中：D为排水沟的深度；ΔH为作物要求的地下水埋藏深度；Δh为当两沟之间的中心地下水位已降至ΔH时地下水位与排水沟中水位之差；s为排水沟中的水深。