在农田水利设施（如灌溉渠道、排水系统、蓄水池、泵站地基等）建设中，土壤调查是保障设施稳定性、功能性与耐久性的关键前提。需针对不同设施类型的需求，关注土壤的物理结构、化学性质、水文特征及工程力学性能，具体要点如下：

一、土壤物理特性：影响设施结构稳定性与水流效率

土壤质地与颗粒组成

需明确土壤砂粒、粉粒、黏粒的占比：砂质土壤（砂粒占比 > 50%）透气性好但保水性差，易导致渠道渗漏（如灌溉水快速下渗损失），建设时需增设防渗层（如土工膜、水泥衬砌）；黏质土壤（黏粒占比 > 30%）可塑性强但透水性差，雨季易积水，可能导致排水系统堵塞或设施地基沉降，需在施工前改良土壤结构（如掺入砂土）或优化排水坡度。

关注土壤颗粒级配：若土壤中含大量砾石（粒径 > 2mm），可能影响渠道开挖与衬砌施工，需提前清理或调整设施路线；若土壤过于细碎（粉粒占比过高），遇水易板结，会降低灌溉水入渗效率，需在灌溉设计中增加松土作业环节。

土壤容重与孔隙度

土壤容重（单位体积土壤干重）直接影响地基承载能力：容重过低（<1.2g/cm³）的疏松土壤，无法承受蓄水池、泵站等重型设施的重量，易出现地基下陷，需通过压实处理（如机械碾压）将容重提升至 1.4-1.6g/cm³（根据设施荷载要求调整）；容重过高（>1.8g/cm³）的紧实土壤，孔隙度小（<40%），会阻碍灌溉水入渗与作物根系吸水，需在灌溉设施周边进行土壤深耕改良。

孔隙度需结合设施功能判断：灌溉渠道周边土壤需适度孔隙度（40%-50%），兼顾保水与透气；排水暗管铺设区域，土壤孔隙度需 > 50%，确保排水顺畅，避免积水浸泡设施。

土壤结构与抗侵蚀性

调查土壤团聚体稳定性：团粒结构（直径 0.25-10mm）丰富的土壤抗侵蚀能力强，适合建设露天灌溉渠道；若土壤为块状、片状结构，易在水流冲刷下发生坍塌，需在渠道边坡铺设防护材料（如植草砖、浆砌石）。

关注土壤抗剪强度：在堤坝、蓄水池边坡设计中，需测试土壤抗剪强度（黏聚力与内摩擦角），若抗剪强度低（如软土黏聚力 < 15kPa），易引发边坡滑坡，需采取加固措施（如锚杆支护、放缓边坡坡度）。

二、土壤化学特性：保障设施耐久性与农田生态安全

土壤 pH 值与酸碱腐蚀性

酸性土壤（pH<5.5）易腐蚀金属灌溉设备（如水泵、管道）与混凝土设施（如渠道衬砌），需在施工前检测土壤 pH 值，若酸性过强，可通过施加石灰改良土壤，或选用耐腐蚀材料（如 PVC 管道、不锈钢水泵）；碱性土壤（pH>8.5）可能导致土壤板结与盐分积累，需在排水系统设计中增加排盐功能，避免盐分随灌溉水在农田富集。

土壤盐分与离子含量

调查土壤全盐量与可溶性盐离子（如 Na⁺、Cl⁻、SO₄²⁻）：全盐量 > 0.3% 的盐渍化土壤，会加速混凝土设施的碱骨料反应（导致衬砌开裂），且灌溉后易引发作物盐害，需在水利设施建设中配套排盐沟，通过淋洗排水降低土壤盐分；若土壤中 Cl⁻含量 > 0.06%，需避免使用普通钢筋混凝土，改用抗氯盐混凝土。

土壤有机质与污染物含量

土壤有机质含量（理想范围 2%-5%）影响土壤保水保肥能力：有机质过低（<1%）的土壤保水性差，需在灌溉设计中增加灌水频率；有机质过高（>8%）的土壤（如沼泽土）分解时易产生有机酸，腐蚀设施地基，需提前进行土壤晾晒或换土处理。

检测土壤重金属（如镉、铅）与农药残留：若土壤存在污染，需在水利设施设计中避免污染土壤与灌溉水接触（如铺设防渗膜隔离污染层），防止污染物随灌溉扩散，保障农田生态安全。

三、土壤水文特性：优化设施排水与灌溉效率

土壤含水量与田间持水量

调查土壤田间持水量与凋萎含水量：在灌溉制度设计中，需根据田间持水量确定灌溉定额（如砂壤土田间持水量 18%-25%，灌溉时需将土壤含水量维持在田间持水量的 60%-80%）；在排水设施设计中，需根据土壤饱和含水量确定排水深度，避免土壤长期处于饱和状态（如水稻田排水后土壤含水量需降至饱和含水量的 70% 以下）。

土壤渗透系数与排水能力

测定土壤饱和渗透系数（K 值）：在排水系统设计中，K 值决定排水暗管的间距与埋深 —— 砂质土壤 K 值高（>10m/d），暗管间距可设为 20-30m；黏质土壤 K 值低（<0.1m/d），暗管间距需缩小至 5-10m，且需配套碎石盲沟提升排水效率。

关注土壤入渗速率：在喷灌、滴灌设施设计中，需根据土壤入渗速率调整灌水强度（如黏质土壤入渗速率低，需降低喷灌强度，避免地表径流冲刷土壤）。

地下水位埋深与土壤潜育化风险

调查地下水位季节性变化：若地下水位过高（埋深 < 1m），易导致土壤潜育化（缺氧还原环境），使灌溉渠道地基软化，需在设施周边建设降排水井，将地下水位降至设施地基以下 0.5m；在水稻田水利设施设计中，需控制地下水位埋深在 0.3-0.5m，兼顾作物需水与土壤通气。

四、土壤工程力学特性：确保设施地基安全

土壤压缩性与沉降量

测试土壤压缩系数（a₁-₂）：对于泵站、蓄水池等重型设施，需选择压缩性低的土壤（a₁-₂<0.1MPa⁻¹）作为地基；若土壤压缩性高（如软土 a₁-₂>0.5MPa⁻¹），需进行地基处理（如换填砂石、水泥搅拌桩加固），并计算预估沉降量，避免设施建成后因沉降导致结构开裂。

土壤含水率与承载力

土壤含水率过高会显著降低地基承载力：如粉质黏土含水率超过塑限（通常 20%-25%）时，承载力可能下降 50% 以上，需在施工前晾晒土壤或采用井点降水降低含水率，确保地基承载力满足设施荷载要求（如泵站地基承载力需≥150kPa）。

土壤冻胀性与季节性影响

在寒冷地区（冬季温度 < 0℃），需调查土壤冻胀性：粉粒含量高、含水率大的土壤冻胀性强（如冻胀等级 Ⅲ 级以上），冬季会因土壤结冰膨胀挤压灌溉管道与渠道衬砌，导致设施损坏，需在设施周边铺设保温层（如聚苯板）或采用非冻胀性土壤换填，减少冻胀影响。

五、不同农田水利设施的土壤关注差异

灌溉渠道：优先关注土壤渗透性（防渗漏）、抗侵蚀性（防边坡坍塌）、pH 值（防衬砌腐蚀）。

排水暗管：关注土壤渗透系数（排水效率）、颗粒组成（防暗管堵塞）、地下水位（排水深度）。

蓄水池 / 泵站：核心关注土壤承载力（地基稳定）、压缩性（沉降控制）、抗剪强度（边坡安全）。

农田灌溉管网：需关注土壤含水率（防管道冻胀）、盐分含量（防管道腐蚀）、质地（便于管道开挖与回填）。