農翕智，邵東國，李浩鑫，王 琲

(武漢大學 水資源與水電工程科學國家重點實驗室，湖北 武漢 430072)

農田排水溝的生態(tài)化設計及效應

農翕智，邵東國，李浩鑫，王 琲

(武漢大學 水資源與水電工程科學國家重點實驗室，湖北 武漢 430072)

對農田排水溝進行生態(tài)化設計，是解決我國灌區(qū)的農業(yè)面源污染、混凝土在溝渠建設中過度使用、生態(tài)環(huán)境遭破壞，及水體自我凈化能力降低等多方面問題的一條可行之路。本文闡述了農田排水溝生態(tài)化設計的特點、原則和方法，以湖北省荊門市譚店村示范區(qū)為例進行了含有生態(tài)型復式斷面、魚蝦通道、階梯式生物逃生通道，及生態(tài)凈化吸附區(qū)等綜合生態(tài)工法的農田排水溝生態(tài)化設計及效應研究，最后對排水標準進行校核，為其他灌區(qū)進行排水溝的生態(tài)化設計及升級改造提供參考。

農田排水溝；生態(tài)化；設計；效應；研究

農田排水溝作為小型農業(yè)水利工程建設的重要組成，不僅可以及時除澇排漬，為農業(yè)生產(chǎn)帶來經(jīng)濟效益。作為農田污染物與河湖受納水體間的連接帶。通過排水溝內土壤的吸附、溝內植物的吸收，及微生物的降解等作用，改變排入水體的污染物組成及含量[1]，直接影響流域內生態(tài)系統(tǒng)的健康及農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的平衡[2]，此外排水溝還具有巨大的景觀開發(fā)潛力。

近年來，在我國加速推進農業(yè)現(xiàn)代化進程下，生態(tài)環(huán)境條件日趨惡化、生物多樣性逐漸下降，及水體自我凈化功能降低等多重生態(tài)問題[3]，在傳統(tǒng)灌區(qū)的排水溝中表現(xiàn)尤為突出。灌區(qū)片面追求排水效率，過度強調裁彎取直，大量采用傳統(tǒng)硬質護坡的排水溝建設思路[4]，不僅使得排水溝內生態(tài)系統(tǒng)過于單一，破壞了農田生態(tài)系統(tǒng)原本相互依存的物質和能量循環(huán)，而且過量使用化肥所帶來的農田污染物也直接通過排水溝匯集并排至下游，進一步加劇了農業(yè)面源污染[5]。

隨著我國經(jīng)濟社會的迅速發(fā)展和國民生活水平的不斷提高，生態(tài)環(huán)境的保護受到人們重視和關注，傳統(tǒng)農田排水溝的建設已不能滿足當前我國生態(tài)文明建設和生態(tài)景觀型土地整治戰(zhàn)略發(fā)展的需求[6]。因此，在保證農田排水溝正常功能的基礎上，對其進行生態(tài)優(yōu)化設計及升級改造，符合“經(jīng)濟效益—生態(tài)效益雙贏”的發(fā)展方略，對未來國民經(jīng)濟建設具有重要的科學和實踐意義，這也將成為未來我國農田水利建設研究的熱點課題之一。

1 生態(tài)型農田排水溝的特點

與過去我國在灌區(qū)溝渠的建設中為了實現(xiàn)最優(yōu)輸水、排水功能，多運用混凝土、漿砌石等剛性襯砌，片面追求水力學中最佳水力斷面等設計思路不同，生態(tài)型排水溝在滿足排水溝正常排水功能的同時，更注重生態(tài)效應的發(fā)揮、生態(tài)系統(tǒng)的平衡和生物多樣性的保護，是一種更加環(huán)保、功能多樣的新型排水溝。主要體現(xiàn)在：

(1)生態(tài)溝對排入其中的污染物有一定的生態(tài)攔擋和凈化消解作用。

(2)生態(tài)溝所用的生態(tài)護坡在具備傳統(tǒng)排水溝護坡功能的基礎上，兼具一定的生態(tài)保護和生態(tài)景觀效應。

(3)生態(tài)溝減少了傳統(tǒng)排水溝建設中對混凝土使用的總量及范圍，運用生態(tài)工法的建設理念，符合“人類社會—經(jīng)濟發(fā)展—自然生態(tài)系統(tǒng)整體協(xié)調、有序發(fā)展”的生態(tài)文明建設要求。

2 生態(tài)型農田排水溝的設計原則

農田排水溝應首先按照《灌溉與排水工程設計規(guī)范》(GB 50288-1999)設計，要充分滿足排水系統(tǒng)的設計原則，主要有：①排水溝應盡量布置在較低洼的地帶，在條件允許時充分利用好天然河溝。②排水溝的線路要避免深坑、高坡或經(jīng)過流沙、淤泥，及斷層等地質條件較差的地帶。③排水溝的線路盡量短，避免過度彎曲。④排水溝之間、排水溝與對接渠道，及河道的交角不宜過大。⑤排水溝出口盡量用自排形式，必要時采用抽排。⑥可以和其它型式的田間排水工程和設施結合布置[7]。

在滿足上述相關設計原則的基礎上，農田排水溝還應該按照如下要點進行設計，以取得多樣的生態(tài)功能，主要包括：①保證排水溝的基本排水功能，及時排除農田余水、地下水以及地表徑流，保證不沖不淤、工程結構安全。②尊重農田排水溝建設前已有的自然生態(tài)環(huán)境，盡量減少水利工程建設中對原有自然生態(tài)環(huán)境造成破壞的人工材料的使用，以自然、原生、生態(tài)化為設計原則，保障田間生物的自由通行不受阻礙、減少排水溝護坡的硬質化。③排水溝要具備一定的透水性，既能發(fā)揮正常的排水功能，又要保證排水溝內的正常水位，涵蓄地下水源，使農田排水溝的生態(tài)系統(tǒng)內的水循環(huán)通暢。④排水溝中適當設置田間生物棲息避難場所及多孔質空間，保護田間生物，增加水路兩側綠化和與周圍自然景觀的配合。⑤排水溝斷面的型式要多樣化，較小的排水溝的斷面可選用梯形斷面，排水標準要求較高、流量較大的排水溝可選用復式斷面，營建多樣化的排水溝環(huán)境，經(jīng)過嚴格設計后，確實需要使用混凝土做排水溝護坡襯砌時，在滿足水力學條件的前提下，盡量與生態(tài)材料(如生態(tài)混凝土)等綜合使用[8]。

3 生態(tài)型農田排水溝的設計方法

3.1 可選工材

(1)卵石、塊石等天然生態(tài)型材料。排水溝一般不需考慮滲漏因素，在當?shù)厥某渥?，符合就地或就近取材原則時，盡量選用卵石、塊石等具有較大孔隙率、較好透水性、調溫和透氣等多種功能的天然生態(tài)材料。

(2)生態(tài)混凝土。在當?shù)厝鄙偈?、運輸石材經(jīng)濟成本較高的情況下，也可選擇混凝土進行護坡澆筑，排水溝護坡盡量選用透水性和生態(tài)功能較好的生態(tài)混凝土。生態(tài)混凝土具有改善生態(tài)環(huán)境、保護環(huán)境等多種功能，此外還具備較好的工程力學性能，能夠防沖、防腐蝕，并能為周圍植物提供良好的生長環(huán)境，而良好的植被生長又持續(xù)地輔助提高排水溝的水土保持能力。目前，生態(tài)混凝土已成功地應用在河道護坡護岸、公路護坡等多類工程中。

(3)三維土工網(wǎng)。三維土工網(wǎng)是一種廣泛用于植草的生態(tài)材料，在尼龍絲內加入一定的碳黑等化學材料加工而成，土工網(wǎng)各絲之間的交叉點一般用熔接形式結合，土工網(wǎng)的各絲之間雖緊密纏繞，但質地蓬松，透水性較強，孔隙率一般大于90%，能為植物提供適宜的生長空間，在三維土工網(wǎng)的孔隙中可添加適量土料和植物種子，植物生長后莖葉穿過網(wǎng)墊，而根系則深入土中，植物的根系與三維土工網(wǎng)中的土能形成緊密的固結于排水溝護坡的生態(tài)表皮，可改善附近的生態(tài)環(huán)境[9]。

(4)土壤固化劑。土壤固化劑是一種無毒性、刺激小、無腐蝕性、燃點低的新型化學防滲材料，通過化學生物技術，對土壤進行加固，使土壤緊密地凝聚起來，形成結構更堅硬、致密的板塊，提高土壤的抗剪、抗壓、抗彎折等力學指標。土壤固化劑使土壤兼具有近似混凝土的硬質表面，又有近似蓬松軟弱土壤的性能，在止水防滲的同時又利于排水溝內各類生物的生存，滿足生態(tài)需要，具有就地取材、節(jié)約造價、減少砂石量，及污染較小等優(yōu)點[10]。

3.2 生態(tài)護坡設計

生態(tài)型排水溝的護坡應有保護排水溝、避免溝被沖毀，及維持排水溝周圍農田系統(tǒng)生態(tài)平衡的作用。在建設排水溝護坡時，人工設計種草植樹的生態(tài)護坡方案應首先考慮。若遇到設計的生態(tài)護坡方案已經(jīng)不具備保護排水溝護坡穩(wěn)定或者生物多樣性功能時，再考慮選擇硬質護坡方案或其它工程方案，但硬質護坡應與生態(tài)型護坡方案綜合應用[11]。

當一般的種草植樹的生態(tài)型護坡方案能滿足排水溝排水標準時，生態(tài)型護坡通常依靠其種植的植物的根系及莖葉來保護排水溝的邊坡，不同植物根系的力學作用并不相同，草本植物根系一般類似工程中加設鋼筋的作用，而木本植物的根系通常有類似錨桿的錨固功能[12]。此外，植物莖葉還具有截擋和削弱地表徑流等作用。

生態(tài)護坡一般是在排水溝的兩側布置蜂窩狀混凝土板，見圖1、圖2，也可直接采用泥質溝壁，條件允許或某區(qū)段有防滲要求時，可先在護坡上布置植生型防滲砌塊，再種植適宜的水生植物，為其中的微生物、小體積動物提供適宜的生長環(huán)境，由其構成的生態(tài)系統(tǒng)中的微生物還可以吸收、降解和凈化水體中的污染物質，對水體的凈化有積極促進作用[13]。

圖1 生態(tài)型排水溝生態(tài)護坡橫斷面示意圖

圖2 生態(tài)型排水溝生態(tài)護坡立體效果圖

3.3 生態(tài)護坡植物選配

由農業(yè)面源污染引起的水體富營養(yǎng)化已經(jīng)成為世界上突出的環(huán)境問題之一，農業(yè)活動所排水中過多的氮和磷等營養(yǎng)元素引起的水體富營養(yǎng)化，將導致藻類大量繁殖、物種組成變化、水體生態(tài)結構破壞、生物鏈斷裂等水體功能的退化[14]。而通過生態(tài)型排水溝種植的水生植物來攔截、吸收、利用氮和磷等營養(yǎng)物質進行代謝活動，可以有效達到去除水體中氮、磷等營養(yǎng)物質的目的。這類生態(tài)減污法的最大特點是：水生植物生長速度快、生長要求低，并有能力積累營養(yǎng)元素和有毒物質，而且能節(jié)約投資，有利于建立合理的水生生態(tài)循環(huán)[15]。

不同的植物對水體中的污染物的吸收、凈化的能力不盡相同，為生態(tài)護坡選擇合適的種植植物對提高生態(tài)溝的凈化能力起著關鍵的作用。植物種類篩選的原則及方法主要包括：①優(yōu)先考量對氮、磷等營養(yǎng)元素有較強攔截和去除能力的植物。②優(yōu)先選擇抗逆性強的植物，抗逆性指標主要包括抗凍、耐污能力、抗熱能力和抗蟲害能力等。③優(yōu)先選用本土的植物。謹慎選擇外來植物，減少生物入侵可能性。所選植物要對種植地的氣候和環(huán)境有較強的適應能力，易于移植和存活。④優(yōu)先選擇莖葉較為茂盛、根系較為發(fā)達的植物。具有發(fā)達根系的植物更易分泌適合微生物生存的物質，能夠為生態(tài)溝中的各類微生物創(chuàng)造良好的生長空間，而微生物的生長又能促進植物根系的生物降解。⑤優(yōu)先選擇易于存活且生長周期更長的植物。⑥綜合種植植物的多方價值，即：所種植的植物便于再度利用，如用作農家養(yǎng)殖的家禽飼料、農家菜的肥料或漚制沼氣等。⑦優(yōu)先選擇具有一定生態(tài)景觀效益的植物[16]。

(1)挺水植物。該類植物多分布在淺水區(qū)域，它們的根以及莖的部分長在水底的泥土里，莖、葉部分挺出水面，在空氣中的部分具備陸生植物特征，而生長在水中的部分則具備水生植物特征[17]。參考植物：荸薺、蓮、水芹和茭白等。

(2)浮水植物。該類植物多生長在淺水中，葉片部分浮于水面，根則長在水底的泥土里，浮水植物的根由于無氧呼吸，可以產(chǎn)生多種醇類物質，此外，通過葉柄通道，能由葉供給氧氣[18]。參考植物：浮萍、水浮蓮、睡蓮和鳳眼蓮等。

(3)沉水植物。該類植物的特點是植物體全部位于水層之下，它們的根系大多不發(fā)達或完全退化，植物體的各部分都可吸收水中的養(yǎng)料。相對挺水植物、浮水植物而言，沉水植物的通氣組織更為發(fā)達，有利于沉水植物在水中缺乏空氣的條件下進行呼吸作用。參考植物：苦草、金魚藻、狐尾藻和黑藻等[19]。

(4)陸生及種子護坡植物。適宜淺水以及旱地栽培的護坡植物。參考植物：菖蒲、蘆葦、狗芽根和黑麥草等。

4 生態(tài)型農田排水溝設計實例

4.1 示范區(qū)概況

示范區(qū)位于湖北省荊門市掇刀區(qū)雙喜街道(30.91°N，112.16°E)，屬漳河灌區(qū)。北依漳河灌區(qū)總干渠，東鄰鳳凰水庫，距漳河水庫13.6 km，灌溉水源充足，離荊門市區(qū)8.4 km。多年平均氣溫15.8 ℃，多年平均無霜期為267 d，多年平均降雨量903.3 mm，多年平均蒸發(fā)量1413.9 mm，潮濕系數(shù)小于1。結合《灌溉與排水設計規(guī)范》(GB 50288-1999)相關要求及示范區(qū)的水文氣象統(tǒng)計資料，項目區(qū)除澇標準為10 a一遇3 d暴雨150 mm，3 d排完，暴雨期間3 d的水面蒸發(fā)量為18 mm，水田有效滯澇水深為30 mm。項目區(qū)內原有3條試驗排水溝，基本數(shù)據(jù)見表1，擬在已建3條排水溝基礎之上進行生態(tài)型排水溝的精細化設計。

表1 示范區(qū)3條已建排水溝基本數(shù)據(jù)

4.2 生態(tài)型農田排水溝設計

本設計嚴格按照土地整治工程灌排設計規(guī)范《灌溉與排水設計規(guī)范》(GB 50288-1999)相關要求，在以10 a一遇3 d暴雨150 mm，3 d排完為排澇標準的基礎上，引入生態(tài)學和景觀學理念，以實現(xiàn)種養(yǎng)排結合的生態(tài)農業(yè)、防治生態(tài)退化和面源污染，以及維持生物多樣性為目標，形成修復生態(tài)系統(tǒng)、改善周圍環(huán)境，以及營造生態(tài)景觀的生態(tài)型農田排水溝[20]。

示范區(qū)生態(tài)溝整體設計平面布局如圖3。三條生態(tài)溝嚴格遵循“路—林—田—渠—溝”的模式，并結合一定的生態(tài)景觀學設計理念。圖中標注箭頭示意水的流向。水流從農渠由入口A處(圖3左上角)的進水閘經(jīng) 600 mm的PVC 管向生態(tài)溝輸水，生態(tài)型排水溝與水田連通，流經(jīng)生態(tài)溝的水在生態(tài)凈化吸附區(qū)凈化后排入農溝。

生態(tài)溝的生態(tài)護坡采用蜂窩型生態(tài)混凝土板，板上所種植物以溝內常水位為分界線，常水位以上種植適宜淺水及旱地栽培的陸地護坡植物，如菖蒲、蘆葦和美人蕉等；常水位以下種植挺水植物或

圖3 示范區(qū)生態(tài)溝整體設計平面布局圖

沉水植物如金魚藻、苦草等。護坡頂部兩側種植草皮和灌木，形成完整的植生生態(tài)護坡，營造良好的田間生態(tài)環(huán)境。生態(tài)溝在水田的非暴雨季節(jié)可蓄水作為魚塘，養(yǎng)殖適應淺水生活、生長周期短、植食性，及不易跳脫出溝的草魚和鯽魚等魚類。

生態(tài)溝內每隔30～40 m 放置長寬尺寸為1.5 m×1.5 m水生蔬菜浮床，見圖4，浮床由輕巧而不易腐敗的毛竹制成，浮床兩邊用木樁固定，在浮床上鋪設漁網(wǎng)，上面種植空心菜、茭白，及水芹菜等適于水中栽種的蔬菜。沉水植物如金魚藻、苦草等具有凈化水質、攔截固氮等功能，可以成為優(yōu)良的綠肥，還可以成為生態(tài)溝內魚類的食物。魚類通過食用沉水植物，能夠防止其生長過度，維持生態(tài)溝的生態(tài)平衡。同時，魚的排泄物又可作為水生蔬菜浮床的肥料，而水生蔬菜浮床在炎熱的夏季可以為魚類等水生生物遮蔭擋涼，避免生態(tài)溝內生物因水溫過高、水體缺氧而死亡，又可以使生態(tài)溝在排水功能之外具備一定經(jīng)濟效益。

在水生蔬菜浮床位置下設置深槽，形成復式斷面，在生態(tài)溝水量較少時，深槽內仍有一些儲蓄的水可以供溝中生物基本維持生命。研究表明，在生態(tài)溝橫斷面間斷配置深槽，對有機物的去除效果較佳，而且具有凈化生態(tài)溝內水體、維持生態(tài)溝內生物的生長環(huán)境的多重功效，在非灌溉期或枯水期，深槽將成為水生動物的避難所，在灌溉期或豐水期成為水生動物的棲息地。

圖4 生態(tài)溝2水生蔬菜浮床及深槽斷面圖(A-A)

生態(tài)溝隔30～50 m設置魚蝦通道(見圖5)和階梯式生態(tài)板(見圖6)。階梯式生態(tài)板可以幫助誤入生態(tài)溝內的兩棲類生物如青蛙等逃脫出溝，而魚蝦通道是生態(tài)溝內魚蝦產(chǎn)卵、避暑和躲藏的空間，以調節(jié)生態(tài)溝的生態(tài)功能。魚蝦通道可以達到生態(tài)溝內生物互通、生態(tài)溝養(yǎng)分均布的小型生態(tài)環(huán)境的效果。根據(jù)學者水工試驗結果，在孔洞直徑D=10 cm，深度=0.7D，縱向間距=7.5D時，單位長度渠流能量損失率僅為0.145%～0.454%，對水流輸水、排水效率影響甚微[21]。

圖5 生態(tài)溝2魚蝦通道斷面圖(B-B)

圖6 生態(tài)溝2階梯式生物逃生通道斷面圖(C-C)

生態(tài)溝的進水閘和排水閘均采用不銹鋼閘門控制進出水，進水閘兩側設置攔污柵作為攔污和攔魚設施，排水閘設置在生態(tài)凈化吸附區(qū)兩側，生態(tài)凈化吸附區(qū)連接生態(tài)溝的一側，設置聚乙烯網(wǎng)作為攔魚設施，防止魚類和溝底植物進入吸附區(qū)造成淤塞，架設時用木樁固定。

生態(tài)凈化吸附區(qū)內側設置連續(xù)的U形或弧形通道，營造蜿蜒曲折的水流，增加水流的流動，區(qū)內種植菖蒲、花葉蘆竹等對氮磷等營養(yǎng)元素有較強攔截吸收作用的植物，底部設置防滲層，并放置吸附能力較強的基質來吸收水體污染物。生態(tài)凈化吸附區(qū)設置的蜿蜒水流通道能夠保證生態(tài)溝的生物多樣性，擁有更復雜的動植物群落，水流蜿蜒的流動方式可以增加溝內污水的流動性，調節(jié)水體O2和CO2含量，增加水體中的細菌、水生植物和動物的活性，生態(tài)凈化吸附區(qū)中種植的植物和設置的吸附基質，不僅能夠吸收水體中的各類過剩營養(yǎng)元素，還可以增加植物根系表面各類細菌和微生物的數(shù)量和活性。

最后，“水田—生態(tài)溝—生態(tài)護坡—水生動物—水生植物—水生蔬菜浮床”形成一個互利共生的生態(tài)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實現(xiàn)生態(tài)溝蔬菜種植、魚類飼養(yǎng)、水體凈化，以及生物多樣性保護等多功能，增強農田生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性[22]。

4.3 生態(tài)溝排水標準校核

4.3.1 排澇模數(shù)及排澇流量

設計排澇模數(shù)主要與設計暴雨歷時、暴雨強度和頻率，農作物的組成，土壤的性質，地下水的埋深，排水溝縱深等因素有關，設計排澇模數(shù)有經(jīng)驗公式法和平均排除法，此處生態(tài)溝屬于集水面積較小的排水溝，故用平均排除法，見表2。

表2 生態(tài)溝排澇流量計算表

4.3.2 設計水位推求

通過對設計水位的推求，校核三條生態(tài)溝是否滿足自流排漬和排澇的水位要求。排漬水位要求在日常能控制地下水位在一定深度。與灌溉渠道的比降比較，排水溝的比降要緩。本設計根據(jù)天然河道的平均比降，結合測點，測出生態(tài)溝比降1/3000。

列表(見表3)計算各自的排漬水位：

(1)

式中：A0為參考點地面高程，m；D農為農溝排漬水位離地面高程，m；D農=0.4 m+0.2 m，其中，0.4 m為控制的地下水埋深，0.2 m為相鄰排水溝中心地下水位距離農溝水面的高度；∑Li為各級溝道沿程水頭損失之和，m；∑△z為各級溝道局部水頭損失之和，m。

設計要求生態(tài)溝的排漬水位>68.09 m(排入濕地日常水位)+0.2 m(滿足自流要求的水頭差)，控制點A、B、C分別取在三條生態(tài)溝下游與農溝連接處。

排澇水位應使?jié)乘樌耘湃胪夂印Ｆ洳襟E與排漬水位的推求過程一樣，主要區(qū)別是選擇參考點列表(見表4)計算各自的排澇水位時，農溝排澇水位離地面高程用h表示，h取0.2 m[23]。

表3 生態(tài)溝排漬水位計算表

表4 生態(tài)溝排澇水位計算表

經(jīng)校核，三條排水溝在進行生態(tài)型精細化設計后，并未降低其排水標準，均符合排澇、排漬的自排要求，不需要另行設置泵站進行抽排?？芍?，在原有排水溝符合排水標準的基礎上，引入生態(tài)工法，具有一舉多得的效果，符合生態(tài)水利建設的需求。

5 結 語

本文對生態(tài)型農田排水溝進行了相關設計和效應分析，闡述了生態(tài)型農田排水溝的設計特點、原則和方法，并以湖北省荊門市譚店村示范區(qū)的三條排水溝為實例，進行具體的生態(tài)型農田排水溝的精細化設計，設計了“水田—生態(tài)溝—生態(tài)護坡—水生動物—水生植物—水生蔬菜浮床”的互利共生的田間生態(tài)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能實現(xiàn)生態(tài)溝內蔬菜種植、魚類飼養(yǎng)、水體凈化，以及生物多樣性保護等多項功能，增強農田生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性及抵御病蟲害的能力，最后校核了生態(tài)型排水溝的排水標準，符合《灌溉與排水工程設計規(guī)范》的相關要求。

(1)農田排水溝的生態(tài)化設計及升級改造，可以為傳統(tǒng)農業(yè)水利工程賦予更多的生態(tài)功能。生態(tài)溝的建設不僅能減少傳統(tǒng)水利工程建設中混凝土過度使用的現(xiàn)狀，而且還能保護田間生物的多樣性，維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

隨著人們環(huán)保的意識不斷提高和國家對生態(tài)文明建設的愈發(fā)重視，在未來的水利工程建設中勢必更注重農業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)系統(tǒng)的平衡，而生態(tài)溝的建設正符合生態(tài)水利建設、生態(tài)灌區(qū)建設的基本要求，未來是一條大有可為之路。

(2)本設計不僅在排水溝中引入生態(tài)護坡、種植水生植物，還加入了深槽復式斷面、魚蝦通道、生物逃生通道等生態(tài)工法，符合“人類社會—經(jīng)濟發(fā)展—自然生態(tài)系統(tǒng)整體協(xié)調、有序發(fā)展”的生態(tài)現(xiàn)代化理念，并且生態(tài)工法的引入并未對農田排水溝的基本排水功能帶來負影響，是一種值得持續(xù)研究和發(fā)展的設計思路。

(3)生態(tài)溝的設計和升級改造，需要因地制宜，結合當?shù)剞r業(yè)生產(chǎn)實際。而生態(tài)溝建設對周圍田間生物以及水質的影響等問題，涉及水利學科、生物學科等多種學科交叉，在加強理論研究和完善設計工藝的基礎上，值得開展進一步研究。

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Study on ecological design of farm drainage ditch and its effects

NONG Xizhi，SHAO Dongguo，LI Haoxin,WANG Bei

(StateKeyLaboratoryofWaterResourcesandHydropowerEngineeringScience，WuhanUniversity，Wuhan430072，China)

t：The ecological design of the farm drainage ditch is a feasible way to solve the problems such as agricultural non-point source pollution of the irrigation area，overuse of concrete in the ditch construction，ecological environment destruction and reduction of water self-purification capability in our country.This article presented the characteristics，principles and methods of ecological design of farm drainage ditch，studied the ecological design technology including ecological compound section，fish channel，ladder-shape animal escaping slope，ecological purification section and the effects of farm drainage ditch in the demonstration farm belt in Tandian Village of Hubei Province，and verified the drainage standard of the ditch.The obtained results would provide the references for the ecological design and update in other irrigation areas.

farm drainage ditch；ecological；design；effects；study

國家自然科學基金(51379150)；“十二五”國家科技支撐計劃(2012BAD08B05-3)

農翕智(1992-)，男，本科生，主要從事農業(yè)水利工程研究。E-mail：nongxizhi@126.com

李浩鑫(1989-),男，博士生，主要從事水資源高效利用與環(huán)境保護研究。E-mail：2963369100@qq.com

S276

A

2096-0506(2015)01-0011-08