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（－）排水不良对保护地作物的危害
1．排水不良对蔬菜的危害就蔬菜而言，土壤颗粒之间，通常被水与空气所占据，如空气过多而水分少时，则植物体将受到干旱危害；反之，如水分过多而空气过少时，即形成土壤排水不良的现象。
蔬菜是需水量较大的作物，但不同种类蔬菜及同一种类蔬菜的不同生育阶段对水分的需求是不相同的。水分过多常常会造成蔬菜生长不良，甚至沤根烂死。如在蔬菜开花结果期水分过多时，容易造成茎叶徒长，落花落果，根系入土较浅，不发达，抗逆能力差等问题。同时，由于保护地的密闭性，通风不良，土壤水分过多时，容易造成室内空气湿度过高，对要求空气湿度较低的西瓜、甜瓜、番茄、茄子、辣椒等造成的危害更大；再者，土壤水分过多、空气湿度过大时也不利于蔬菜的蒸腾作用，影响蔬菜根对土壤养分的吸收，并且容易造成病菌的感染与传播。
2．排水不良对果树的危害土壤排水不良对果树的危害，首先是根的呼吸作用受到抑制。而果树根系吸收养分和水分是果树生长的必要动力源，且都是依靠呼吸作用进行的。当土壤中水分过多使土壤空气含量较低时，则迫使果树根系进行无氧呼吸，无氧呼吸将积累酒精使蛋白质凝固，引起根系生长衰弱以至死亡。据齐尔兹氏（1941）调查苹果的结果，认为植物根系如果仅仅为了维持生存，土中氧气的浓度有2％就行了；但如果要很好地生长，10％以上是必要的；如果使之发生新根，则必须含有15％以上的氧气浓度。同样，柑橘、桃等，凡土中氧气浓度过低时，地上部将生长不良。其次，如土壤通气不良，妨碍土壤中微生物特别是好气性细菌的活动，从而降低土壤肥力。再其次，特别是黏土中，大量施用硫酸铰等化肥或未腐熟的有机质肥后，如遇土壤排水不良，由于这些肥料进行无氧分解，使土中发生一氧化铁或甲烷、硫化氢、一氧化碳等还原性物质。这些物质严重地影响果树地下部和地上部的生长发育。
3．排水不良对花卉的危害花卉的生长需要大量的水分，但是，为了维持花卉的正常生长，花卉对水分的要求是有一定限度的，过高的土壤水分、长期积水环境等会给大多数花卉的生长发育带来不利的影响。这是因为，一定容积土壤内的水分与空气互成反相关，水分少了，空气就必然相应增加，如果土壤水分过多或者处于饱和状态，根区的呼吸就会因土壤供氧不足渐渐减弱，这种情况如果持续时间较长，根系就会因缺氧窒息造成死亡。同时，花卉是否受涝及受涝的轻重除与自身的遗传适应性有关外，主要取决于土壤含水量的多少。在过湿环境中生长的花卉往往表现为茎叶徒长，机械组织柔弱，易折枝断叶或引起倒伏，根系生长不良，并会延迟开花，花开不畅，色泽不鲜；香花香味淡泊或全无香味，且易烂花、落蕾、落果，对受粉结籽和种子的成熟等都有不利影响。特别是盆栽花卉，如果浇水过多、过勤或者盆底排水孔堵塞，盆内过多的水分不能及时渗出，致使盆土与外界空气之间不能进行正常的气体交换，造成土壤缺氧。遇上厌氧细菌的大肆活动，造成有毒物质大量积累，引起根部发霉腐烂，窒息死亡，如某些球根、球茎类花卉有时淹水2～3天以上，就会使茎变黑发臭；地栽观赏桃树比较喜燥，淹水或积水超过2～3天，亦有可能引起死亡。有时受涝的盆花在外部形态上与受旱的花颇有相似之处，都有生长缓慢、黄花落叶、落蕾落花、落果或枯萎死亡等现象出现。此时若将涝伤当做干旱缺水处理，继续不断地向盆花浇水，那就势必加重烂根窒息的过程，迅速导致全株死亡。
（二）保护地作物对排水的要求
试验表明，作物淹水时间有一定的限度。如果超出允许的淹水时间和淹水深度，将影响作物正常生长，轻者招致减产，重者甚至死亡。长时间积水会使土壤水分过多，氧气缺乏，影响作物根系呼吸的正常进行；或者使保护地设施，特别像日光温室、温床、阳畦等长时间浸泡，使基础变形，严重者将造成倒塌。因此，在降雨量较大的情况下，要及时排除由于大雨及暴雨产生的保护地环境积水，减少保护地及其环境的淹水时间，以保证作物正常生长和保护地设施的安全。
各种保护地作物的受淹无数不同及忍耐能力不同。就蔬菜而言其淹水天数主要受其自身构造影响，差别较大，不同蔬菜的耐淹天数见表5－1所示。
各种果树对水涝的反应不同。一般而言，落叶果树中以杜梨、葡萄、枣较耐涝，能耐积水一个月而不死亡。而最不耐涝的是桃、无花果和梨。据曲泽洲、查霞娟（1964）的观察，果树被水淹后，首先表现出枝叶加速生长，含水量增加，以后叶片开始变色、萎缩，最后干枯死亡。根系也逐渐变色，坏死。根系呼吸强弱与耐涝力呈负相关。果树的耐涝力的强弱是依种类而不同。各地观察结果基本相同，归纳如表5-2。
另外，同一树种中不同品种间的耐涝力也不同。据河北农业大学调查，桃树积水后，很快（2～3天）即落叶，然后凋萎、死亡（表5-2）。凡是嫁接口埋于地面下的，死亡的最多（占58％以上）。
在保护地排水沟设计时，要根据不同作物的耐涝时数，及时排除积水，防止保护地因涝灾而减产甚至死亡，依此而确定排水沟的断面。
1．保护地对防渍排水要求如果土壤含水量过大，土壤通气不良，作物就会受到渍害而减产。因此，保护地排水工程必须满足防渍要求，使农田土壤保持适宜的含水量。
（1）蔬菜的耐渍性在沥涝或地下水位高的保护地栽培的蔬菜生长发育不良，特别是高温期间的沥涝往往使植株长势迅速衰退而枯死。对过湿状态蔬菜造成的渍害因蔬菜作物的不同而差异显著。一般蔬菜适宜的田间持水量为70％～80％。
不同种类蔬菜及其不同生长发育阶段，对氧的需要量也不同。其耐渍害能力也不同。一般对氧需求量少的报能耐债，需氧量大的则不耐渍，夏季蔬菜比冬季蔬菜的耐湿性弱。低湿条件下耐湿性强的草莓在高温下也变弱，胡萝卜在低温条件下耐湿性强。地上部分吸收氧提高耐湿性的作物（鸭儿芹）及木栓化了的根（草莓）耐湿性就强。还有芋头的根含有丹宁，它能防止铁的侵入而提高其耐湿性。常见蔬菜的耐渍能力见表5－3。
（2）果树的耐渍性一般在土壤中空气含量低于15％时影响果树根系正常生长，低于12％时停止新根生长，当土壤中水分含量过高或由于地下水位过高，势必将降低土壤中的空气含量，使果树根系由于缺氧造成渍害。由于不同种类果树对通气条件的要求不同，造成渍害的土壤含水量也有一定的差别，一般而言，柑橘对缺氧反应不敏感，苹果、梨反应中等，桃等最敏感其耐渍能力也最弱，缺氧时首先死亡。大量的实践表明，要使果树作物生长良好，不发生渍害，适宜的土壤含水量为田间持水量的85％～90％。
2．防止土壤盐碱对排水的要求保护地的土壤盐分积累通常是两方面造成的：一方面是保护地作物大量施肥，作物吸收肥料中营养，但不能吸收肥料中硫酸根和经过土壤硝化作用所产生的硝酸盐，在连续施肥条件下，硫酸根和硝酸盐大量残留积累起来；另一方面，保护地内土壤淋不到雨水，在土壤毛细管作用下，土壤中水分从下向上移动，使残留积累的肥料盐类不仅很少流失，反而随着水分向上移动而积累在土壤表层，这样造成土壤溶液浓度变大，对作物生长发育有不良影响。
土壤中盐分浓度对蔬菜作物的影响（表5－4）依作物种类和土壤种类不同而不同。就土壤种类而言，砂性土壤容易引起盐渍化，而腐殖质含量较高的壤土不易造成盐分积累。在蔬菜作物中以甜椒对盐类浓度抗性最强，番茄次之，黄瓜抗性弱。但耐盐能力最强的是甘蓝、萝卜、菠菜等。受盐类浓度障害的作物，一般表现植株矮小、生育不良、叶色浓，而有时表面覆盖一层蜡质，严重时从叶片边缘开始枯干或变褐色向内反卷，根变褐以至枯死。枣抗盐能力较强，而桃树抗盐能力较弱。部分果树耐盐能力见表5-5所示。
保护地内土壤盐类浓度虽因栽培管理方法多少有差异，但大体上与保护地使用年限成正比。保护地中土壤盐分积累的危害是保护地作物栽培中一个很突出的问题。我国大部分地区保护地生产的历史还比较短，问题还不十分突出。但是，随着栽培时间的推移，问题将会越来越严重。为了防患于未然，在保护地栽培中，埋设排水管，农闲期漫灌排水是防盐的重要措施。保护地作物防渍、防盐一般是采用暗管排水、降低地下水位减少土壤耕层的含水量来实现的。
（三）暗渠排水的设计
温室和大棚栽培地（床）内一般用暗渠排除渍水，以降低地下的水位。暗渠排水一般用多孔的瓦管或聚氯乙烯管作吸水管理在地下。在吸水管下再理一个集水渠，连结到排水沟，将吸水管内的水排出，并在其途中设一个集水口，调节排水并防止逆流。其布置如图5-1所示。
1．暗管的埋深及间隔暗管的理深及间隔与作物种类、土质、地形和地下水位有关，一般间隔为3米，吸水管深为40～80厘米，集水管深为60～100厘米。计算时用式（5－1）计算：
D=2（H-h1-h2）/tanβ （5-1）
式中 D——暗管间隔（米）；
H——暗管深度（米）；
h1——排渍防盐要求的地下水面深度（米）；
h2——暗渠与地下水面最低点的差（米）；
β ——地下水位的坡度。
图5－2是h1=0．4米、h2＝0．1米时，黏质土、普通土和透水性土的暗渠埋深和间隔。
2．暗管的坡度、流速和流量暗管理设的坡度一般为1／100～1／500，过小要填塞抄子，过大要流入沙子影响排水能力。表5－6是各种暗渠流速υ（米／秒）、流量Q（升／秒）。
（四）明渠排水的设计 温室和大棚的屋面，以及路面的雨雪水，一般流积到温室和大棚的周围和道路的两侧，应挖排水沟进行明渠排水，室内通常采用地下暗渠排水，将明渠排水和室内地下的暗渠排水统称总排。明渠排水沟的横断面一般是U字形。
1．流量的计算求排水沟的横断面时需知道其流量。流量一般以该地区的过去1小时的最大雨量（降雨强度）为基础，即设计降雨强度，可用式（5－2）计算流量Qs，即
降雨强度是表示一定时间内的降雨量深度，一般以一小时为单位。用于排水的深度是由集水最远地方流到排水口的时间内的平均速度，这个时间愈长，有降雨强度愈强的倾向。所以，计算屋面是根据集水表面的性质而定。如表5-7是明渠设计用的流出系数。
［例］如图5－3的温室有A-B的排水沟，求B点的流量，道路是踏实的砂石路面。长春设计降雨强度为50毫米／小时，降雨角度为垂直和3°。
［解］集水面积：温室屋面（投影）面积A1=9×0．5×50=225（米2）温室侧面面积A2＝2×50×Sin30°=2×50×0．5＝50（米2）
2．排水沟横断面的设计排水沟、排水管的排水量用式（5－3）计算：
排水沟常用管材的糙率系数见表5-8；矩形断面排水沟的水力半径R用式（5-5）求之：
R=流水断面积/湿润边长
=BH/（B+2H）（米） （5-5）
［例］如U形排水沟，求其排水量？排水沟的高H为20厘米，宽B为24厘米，糙率系数为0．015，坡度为0．2％
。
［解］由式（5-5d）求径深R
3．排水沟断面的设计过程明渠排水一般采用试算法，先用式（5－2）计算所需的排涝流量Q1，再假定排水沟断面，用假定的排水沟横断面计算排水量Q2，如果Q2等于或稍大于Q1，则设计假定能成立，即以假定的断面作为设计要求的排水沟断面；如果排水沟两端有地下暗管时，设计中还应考虑地下暗管的排水流量Q。如不满足，则重新假定排水沟断面，直到满足上述条件为止。 | 
