武漢漬水農田排澇方式及排澇設備選擇

田滿洲 張唐娟 張俊峰 王 銳 肖 進 王 琢 杜 錚 郭 翔 羅友誼

(武漢市農業科學院，湖北 武漢 430000)

1 武漢地形特點及漬水影響程度

武漢水資源豐富，素有“百湖之市”的稱號，地勢為東高西低，南高北低，中間被長江、漢江呈Y字形切割成3塊。城區南部分布有近東西走向的條帶狀丘陵，四周分布有比較密集的樹枝狀沖溝，境內大小近百個湖泊星羅棋布，形成了水系發育、山水交融的復雜地形，如圖1所示。武漢地區地貌形態(圖2)主要有以下3種類型：(1)剝蝕丘陵區丘頂高為80～150m，主要分布在黃陂、江夏、蔡甸地區；(2)剝蝕堆積壟崗區(Ⅲ級階地)，主要分布在黃陂、江夏、新洲的平原湖區與殘丘之間，高程為28～35m。(3)堆積平原區分布于整個漢口市區及東西湖區、漢南區、蔡甸區沿江一帶，主要為由長江、漢江沖洪積物構成的I、Ⅱ級階地[1]。

圖1 武漢市地勢圖

圖2 武漢地貌形態

2 不同類型農田排漬方式的選擇

據公開資料顯示：武漢市中心城區共有55個外排泵站，總抽排能力達1960余m3/s；另有15座中大型排澇泵站擔負了武漢市郊區和部分城區的排滯、排澇和排污任務。服務面積3930km2，受益耕地面積13.23萬/hm2，平均年排水量為9.61億m3。綜合評估武漢市排水防澇能力，基本能夠抵御24h降雨量達150mm的暴雨。

農業合作社、種植戶作為排澇排漬最末端的主體，結合當地的排灌系統和自身的地形條件，可采用“開溝渠、修升降閘門，建排澇泵站”的方式排澇排漬。地勢低洼的農地、農業園區為減少漬水影響，可在園區內建設“十”“豐”字形溝渠，與園區外主河渠連接(建升降閘控制)，用大流量水泵把園區溝渠中的積水抽排到園區外的主河、渠中，可大大降低受漬時間，減少漬水造成的農作物損失。武漢市不同區域地形類型、常見的受澇情況及其應對措施如表1所示。

表1 不同地形排澇方式選擇

2.1 全面浸泡型農田采用水泵強排

圖3 全面浸泡型農田

武漢市漢南區、東西湖區、蔡甸區地處平原堆積區，海拔低于長江武漢段汛期水位，大部分農田整體地勢平坦低洼，暴雨內澇導致大片農田完全浸泡在雨水中(如圖3)。建議該區域農業經營主體主動建設小型強排泵站向主渠排水以降低園區內水位，減少漬水時間或避免漬水，降低損失，排水情況如圖4所示。

圖4 基地排水站排水情況

2.2 局部浸泡型及內部漬水型地塊采用清溝直排

由于地塊不平整、布局不合理(圖5)造成的暴雨積水和內澇，可通過平整地塊、開排水溝(圖6)，調整地塊溝渠走向等措施解決內部漬水問題。

圖5 局部漬水農田

圖6 開溝排水

2.3 山洪沖刷農地挖泄洪渠導流

黃陂、江夏等區主要為低矮丘陵，大部分農田靠自然徑流直接流到溝渠、小河中，基本無漬水現象。少數合作社、農業園區因地形條件限制位于大面積徑流匯集處，在暴雨時發生洪水沖刷、短時內澇、農作物短時間浸泡等現象，應在園區中挖泄洪渠、排水溝渠直排。

3 排灌水泵的選型

圖7 圍堰式園區

一個布局合理，容積適當的溝渠系統可基本解決園區的排水和灌溉需要。考慮極端自然天氣，建設圍堰式園區(如圖6)并采取大口徑排水泵排澇，可杜絕內澇、漬水現象。農用水泵主要有離心泵、混流泵、軸流泵、潛水電泵、長軸井泵、自吸泵、管道泵等7種類型。小面積農田排水排漬，一般選用大流量、低揚程的軸流泵[2]。

3.1 水泵選型的原則

選擇水泵的關鍵是在滿足流量和揚程的條件下選擇效率最高的水泵[3]；一般考慮采用電機作為動力，在沒有通電的地方選擇汽、柴油機作為動力。

3.2 揚程選擇

選擇水泵揚程時，應包含實際揚程和損失揚程[3]。農田排澇都是靠近水渠/河道建設泵站，不考慮落差和沿程損失，根據經濟性選擇3～5m揚程。

3.3 流量計算

表2 武漢市長歷時暴雨強度表[4]

按照《武漢市排水防澇系統規劃設計標準》，選擇50年一遇的303mm/d的降雨量作為計算依據。由于農業園區面積大多在百畝左右，且基本為獨立單元，可將流量公式Q=q.ψ.F[5]簡化為：

園區匯積水量=匯流面積×暴雨量。

3.4 配套動力選擇及臺數確定

在確?？衫m性、經濟性的前提下，選擇2臺最大雨量60%或3臺最大雨量40%的水泵是最優選擇；對于百畝左右的農業園區可選配3臺或4臺水泵，在中小水情時選擇性啟動1臺水泵，在特大內澇時全部啟動。選擇多臺水泵的方案可有效降低投資成本和運行成本，在水泵需維修時也能錯時保障完備率，是一種比較經濟和有效的方案[6]。

選購水泵時，應選擇正規大廠家，通過產品目錄中提供的水泵型號參數表，從中找出與設計流量和設計揚程的數值相一致或接近的泵型(表3)，這個型號的水泵就認為是符合實際需要的，然后根據參數注明的配套功率去選購動力，完成排水泵站的建設。

表3 水泵選型表[7]

排水設備啟用時一般處于暴雨、雷暴等極端天氣下，使用時要特別注意設施的安全運行和防雷擊、防露電保護，并注意操作員的安全防護和事前培訓。使用水泵排水，應建有固定的泵房或遮擋物，保證泵房內水路、電路分離，設備、電路元器件嚴格受到保護，杜絕漏電等安全事故發生。