[发明专利]一种暗管排水量试验方法

说明书

本发明公开了一种暗管排水量试验方法，它解决了现有技术中暗管排水量试验时考虑因素少、且未真正反映试验过程中土体结构孔隙率影响暗管渗流量而带来的试验结果与大田土暗管实际结果不一致的问题，具有为暗管实际布设选择适宜的管径、打孔率、埋深、间距及裹滤料提供科学依据。其方案如下：一种暗管排水量试验方法，包括设置暗管试验装置，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相对误差在设定范围内；针对暗管排水的各个影响因素x_i，设计不同试验方案；依据观测数据，建立暗管排水量与其影响因素相关关系式；以暗管排水量最大为主目标，以允许的预算投资和许可的含沙量为约束条件，对各影响因素x_i进行综合优化取值。

技术领域

本发明涉及暗管排水领域，特别是涉及一种暗管排水量试验方法。

背景技术

暗管排水是利用地下管排除田间土壤多余水分的排水技术措施。土壤中的多余水分可以从暗管接头处或管壁滤水微孔渗入管内排走，起到控制地下水位、调节土壤水分、改善土壤理化性能的作用。暗管排水有便于田间机械化作业，节省用地和提高土地利用率的优点，但一次性投资较大，施工技术要求较高。

暗管排水试验可以揭示不同暗管管径、埋深、打孔率、间距等因素下对暗管排水性能的影响，为田间暗管的实际布设提供依据。

目前暗管排水试验主要有室内试验和现场试验等不同形式。室内试验是利用各种试验装置模拟暗管排水，模拟特定条件下，一般采用不同粒径的试验沙作为暗管滤料，模拟不同暗管埋深、间距、管径等条件下暗管的排水性能。现场试验是在暗管布设现场进行暗管的布设和试验研究，采用原状土作为暗管排水性能研究的土壤，再分析不同影响因素对暗管排水量进行渗流排水研究。

无论是室内试验还是现场暗管排水试验，由于人工对土壤的扰动及试验过程中随渗透进行，细小颗粒，可溶性杂质随水流进入暗管，破坏了现场的土体结构，而现有试验结构简单，却未真正反映土体结构、孔隙率等影响因素对暗管排水性能的影响，加之试验需进行多次不同方案的暗管布设，也会引起土体结构及孔隙率的改变，从而带来试验结果与大田土暗管实际排水结果不一致的问题，传统的试验中并未真实反应这些变化对暗管排水性能的影响。

因此研制一种暗管排水量试验方法是非常有必要的。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种暗管排水量试验方法，可更好地揭示不同暗管管径、打孔率、埋深、间距、裹滤料以及土壤结构孔隙率等因素下对暗管排水性能的影响，为暗管的实际布设选择适宜的管径、管道打孔率、埋深、间距及裹滤料提供科学依据。

一种暗管排水量试验方法的具体方案如下：

一种暗管排水量试验方法，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相对误差在设定范围内；

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；

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。

进一步地，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