[发明专利]一种暗管排水量试验方法

权利要求书

1.一种暗管排水量试验方法，其特征在于，包括：

1)设置暗管试验装置，在试验装置内填土，且使试验装置内土样孔隙率与大田土土样孔隙率θ₀误差在设定范围内；

2)针对暗管排水的各个影响因素x_i，建立不同的方案，对每种方案进行试验观测，取得渗流量、渗流含沙量、土样孔隙率作为观测数据，每种方案的多次试验观测数据取平均值作为该方案的试验观测值；所述暗管排水的各个影响因素有土壤孔隙率、暗管管道直径、管道打孔率、管道平均埋深、管道间距和在暗管外部有无裹滤料；

3)依据各个方案的观测数据，建立暗管排水量Q_i与其影响因素x_i的相关关系方程式其中a_ij、c_i是相关关系方程式中的系数，j为x_i的指数，根据试验观测值可以拟合得出a_ij、c_i、n的值，依据各方案的试验观测数据以暗管排水量最大maxQ为主目标，以允许的预算投资和许可的含沙量为约束条件，采用多指标主目标法对各影响因素x_i进行综合优化，确定其最终取值；

所述步骤3)中优化的方法如下：

以暗管排水量最大maxQ为主目标，建立暗管排水量的优化参数模型，采用多指标主目标法确定最终指标参数取值，即最终优选出符合预算投资要求及出水含沙量要求的最佳排水效果的各个影响因素值；

所述优化参数模型为：

max Q＝max f(X)＝f[x₁,x₂,x₃,x₄,x₅,x₆]^T

s.t.t_i≤u₀

t_i＝αe_il

ρ≤ρ₀

Q,x₁,x₂,x₃,x₄,x₆≥0

x₁-管道直径(mm)，x₂-管道打孔率，x₃-管道平均埋深(m)，x₄-管道间距(m)，x₅-管道有无裹滤料，x₆-土壤孔隙率，Q-暗管排水量(L/s)，t_i、u₀分别是实际投资、允许的预算投资；ρ、ρ₀分别为暗管排水量的含沙量及许可的含沙量，许可含沙量根据经验确定，α为反映不同影响因素情况的埋设暗管的综合施工成本系数，e_i为不同材质、不同管径暗管管道的单价(元/m)，l为所用管道总长度(m)。

2.根据权利要求1所述的一种暗管排水量试验方法，其特征在于，所述步骤1)中采用多次渗流的方法以降低试验装置内土样孔隙率

3.根据权利要求1所述的一种暗管排水量试验方法，其特征在于，所述步骤1)中试验装置内土样孔隙率与大田土土样孔隙率θ₀的相对误差控制在≤5％，即其实现方法如下：

1-1)向试验装置内均匀洒水；

1-2)观察试验装置内暗管渗流情况，待渗流稳定后，每隔设定时间观测一次排水量，并取样测定渗流含沙量，直至停排为止；

1-3)设定时间后，试验装置内土壤含水量与试验前含水量误差在设定范围时，获取土样孔隙率，多次测量取平均值作为试验装置土壤一次渗流后平均孔隙率θ₁；

1-4)重复步骤1-1)～步骤1-3)多次，直至获得的土样孔隙率与大田土土样孔隙率θ₀的相对误差在设定范围内。

4.根据权利要求1所述的一种暗管排水量试验方法，其特征在于，所述步骤1)中试验装置土样孔隙率与大田土土样孔隙率θ₀均根据工业CT扫描获取。