1.4　主要研究内容

综上所述，随着城乡社会经济快速发展，人类活动干扰频繁，农田涝灾防御的复杂性与难度更加突出，对增强防灾减灾能力的要求越来越迫切。由于农田涝灾致灾因子的不确定性、孕灾环境的复杂性和承灾体的脆弱性，目前在农田涝灾预测与防御研究过程中还有不少问题需要深入研究，包括：①随着气候和土地利用条件的变化，导致农田降雨、入渗、蒸发、产汇流等过程发生较大变化，需要研究变化环境下的农田涝灾演变规律，构建灌排条件下大尺度涝水预测和灾害损失评估模型，探讨灌溉渠系、排水沟网对灌区水文特性的影响和调节机制；②受自然-人工复合系统的变化，农田涝灾风险越来越高，受灾损失也呈上升趋势，排涝工程技术模式还比较单一，在排水工程材料特别是暗管外包料方面还没有统一的标准，研究现代化排涝技术及具有区域特色的农田排涝组合工程技术模式，建立有效的农田排涝工程技术评估方法，提升传统的治理技术水平与管理模式势在必行；③随着社会经济的发展和科学技术的进步，农田排涝的理念和内涵都有了新的发展，重视农田排水资源的高效利用，构建排水资源循环灌溉再利用和除涝抗旱相结合的农田排水管理模式，既保证作物生长适宜的土壤水分条件，又可减少养分的流失量，提高水肥资源利用效率。为此本书分为10章，涉及的主要研究内容如下：

第2章首先描述我国易受农田涝灾影响的主要地区及其分布状况，其次分析农田涝灾形成机制及其自然和人为影响因素，最后阐述农田除涝减灾措施。

第3章在综合考虑影响农田涝灾风险影响因素的基础上，首先选择9个评估指标构成农田涝灾风险评估指标体系，利用层次分析法确定各指标的影响权重，采用综合评价法建立农田涝灾综合风险度，其次通过江苏高邮市运东地区相关数据对模型进行检验，分析不同梅雨强度、滞涝水面率、排水河道密度和泵站抽排能力下的农田涝灾风险分布及变化特征，最后提出区域涝灾应对策略。

第4章从影响作物受涝减产的水文机制出发，首先构建包含多尺度物理过程的涝灾分布式水动力学模拟模型，并融合灵活的前处理模块，开发相应的农田涝灾预测模拟系统；其次利用高邮市某个圩垸实测数据对该系统进行检验，最后根据模拟结果，分析环境改变条件（不同暴雨、斗沟规模、外排条件、排涝能力、闸泵调度规则）下的农田涝灾减产空间变化分布及其特征。

第5章首先对常规暗管排水及改进型暗管排水的室内外性能进行分析，其次采用率定验证后的HYDRUS模型模拟分析两种暗管排水技术在除涝、降渍、减少地表径流等性能上的差异，最后基于常规暗管排水外包滤料选择方法，确定适用于其结构性能改进的反滤体级配准则，提出合理的防淤堵布局方式。

第6章首先概述稳定流和非稳定流状态下的地下排水理论计算方法和常用计算公式，其次介绍无积水下的沟管排水理论计算公式和积水下的常规暗排排水量计算公式，进一步推导获得积水下的改进暗排排水量计算方法，并对不同排水理论公式的计算结果与试验观测数据进行对比分析。

第7章首先基于地表和地下排水模数分析及水量蓄排关系分析，提出明暗组合排水工程设计方法，揭示暗管在除涝排水中的重要作用，其次采用地表排涝系数间接反映暗排除涝作用的设计方法，基于按降渍要求确定的间距以及给定的地表排涝系数，采用经济净现值和经济效益费用比指标，分析田间末级排水方式分别为明沟排水、常规暗排以及改进暗排与明沟结合的组合排水工程的经济效益，最后，针对半机械化和机械化暗管施工方式，提出相应的施工质量保证技术方法。

第8章在综述现有地表排水估算方法基础上，首先针对现有SCS模型预测排水量精度不足的缺陷，基于潜在初损和有效降雨影响系数形成有效影响雨量的递推关系，将前期产流条件概化成前期日降雨量与降雨初损的函数，对SCS模型改进完善，其次针对沟塘组合排水工程有别于传统技术的特点，提出适用农业小流域的农田沟塘组合除涝排水工程技术设计方法，最后对淮北平原低洼区沟塘组合工程除涝排水效果开展分析评价。

第9章以江苏省高邮灌区为典型研究区域，首先基于田间水平衡试验监测与数据收集，分析当地的降雨变化特征、水稻生育期的降雨和蒸腾量变化规律以及不同尺度排水量的变化特征，其次根据水量平衡原理构建稻田水量平衡模型，进行参数率定验证，最后应用该模型计算不同频率年、不同灌溉模式及不同土地利用下的稻田调蓄水量，分析不同灌水模式下的稻田雨水利用率及节水效果，给出不同频率年和节水模式下的灌排管理准则。

第10章首先简述农田排水的特点及灌溉再利用现状，评价不同类型区排水水质变化特征及灌溉再利用风险，其次基于系统性、简洁性、可操作性等原则，从排水水质、作物特性、土壤特性、水文气象、灌排措施等五方面入手，构建农田排水灌溉再利用评价指标体系，基于模糊模式识别方法构建农田排水灌溉再利用适宜性评价模型并进行验证，最后依据宁夏银北灌区排水灌溉再利用调研成果和评价分析，对排水灌溉再利用适宜工程模式进行探讨和经济评价。