天然与人工滤层对渗管出水的影响

为了探究天然河床砂厚度对渗管取水工程出水量的影响,以及天然河床砂和人工反滤层的交互作用,通过物理模型试验,设置3种天然河床砂厚度、3种来流流量和不同水深,观测不同工况下渗管出水量的情况.根据试验结果进行回归分析.回归方程计算的出水量与试验值误差基本都在±5%以内,平均误差的绝对值仅为0.19%,较以往参考值算法更加精确;出水量的改变与天然河床砂渗透系数和人工反滤层渗透系数的大小有关,当天然河床砂的渗透系数小于人工反滤层最小渗透系数时,渗管出水量随着天然河床砂厚度的增加而减小;反之,则随着天然河床砂厚度的增加而增加.反滤层渗透系数对渗管出水量的影响要大于水头高度对出水量的影响.回归方程的方法提高了渗管出水量计算的精度,可用于实际工程的指导,在渗管取水工程的设计中需考虑天然河床砂与人工反滤层之间的交互作用,根据天然河床砂的渗透系数与厚度合理选择人工反滤层.     

河床砂厚度对渗管取水出水量及浊度的影响

出水量和出水浊度是渗管取水工程设计的2个重要参数.通过物理模型试验分析了不同河床砂厚度在不同流量下对渗管取水出水量及出水浊度的影响.试验结果表明:渗管取水从取水之初到取水稳定其出水量及浊度均存在逐渐递减最终趋于稳定的过程.河床砂厚度对渗管取水出水量以及出水浊度都有一定的影响,当来水流量不变时,随着河床砂厚度增加渗管出水量逐渐增加,出水浊度逐渐减小;当河床砂厚度不变时,随着来水流量增大渗管出水量逐渐增加,出水浊度逐渐减小.试验所得结论与理论计算结果以及实际工程运行情况相符合,可用于实际工程,为以后渗管取水工程设计提供参考.     

宁夏银北灌区暗管排水反滤层试验研究

根据宁夏银北灌区的土壤特性和排水暗管布置形式及位置,在现场选取了三组具有一定代表性的土样,分别对短纤针刺土工织物、机织土工织物和纺织土工织物进行了八组暗管排水反滤层试验。并对试验成果进行了分析,为合理选择暗管排水滤层提供了科学依据。     

土工织物在洞庭湖防洪工程中的应用

本文对洞庭湖区的地质情况进行了简略的阐述,介绍了土工织物作为反滤层在洞庭湖防洪工程上的应用情况。并就排水滤层的结构形式、土工织物性能、土工织物滤层设计准则及淤堵试验,特殊情况下导滤井与导滤齿槽的应用等技术问题进行了探讨与研究。     

渗渠取水工程反滤结构的试验研究

反滤层是渗渠取水工程中最重要的组成部分,渗渠反滤层是防止河床土体渗透破坏的有效措施,是渗渠出水水质的重要保障,反滤层的结构组成以及渗透性能直接影响渗渠"滤土"和"排水"效能。结合工程实际,通过水工模型试验,探讨反滤结构组成对渗渠渗滤作用的影响。试验研究和理论分析表明:反滤层结构变化对渗渠的集水流量和净滤作用都有较大影响,若以集水流量为主要指标,则单一均质滤层多层均质滤层级配滤层;若以净滤作用为主要指标,则多层均质滤层与级配滤层的去浊能力远高于单一均质滤层,且随着表层积沙厚度的增加,级配反滤层有更加明显的去浊效果,而且随着过流时间的增长,三种类型滤层结构的渗渠取水效能会越来越低。本研究成果对于渗渠结构在工程实际中的设计、施工、运行提供了一定的实践和理论依据。     

土工织物导流工程的应用与试验研究

土工织物导流工程应实际工程的需要而产生,在软基河流上运用土工织物导流,需要根据其特点来设计和施工。本文概述了土工织物导流工程的设计要点和施工工艺,并提出了防老化措施。     

基于极限保土理论的排水板反滤层试验研究

分析了当前塑料排水板反滤层基本设计方法"保土性满足,透水性不足,容易淤堵"的局限性.根据土颗粒成拱结构的三维模拟试验得出极限保土理论,提出针对吹填工程,为满足迅速排水固结的需求,可选择接近极限保土情况的土工反滤层孔径.应用该理论解决了洞庭湖区吹填工程滤布孔径选择问题,通过梯度比试验对反滤系统的稳定性进行分析,验证了所选孔径的正确性和有效性.     

松干堤防加高培厚工程土工格栅加筋稳定性研究

为了深入研究土工格栅在加高培厚堤防工程中的加固作用,以松花江干流第九标段典型堤防断面为例,运用有限元法对加高培厚堤防进行了分析,研究了不同的开挖和加筋形式对堤防稳定性和沉降的影响。研究结果表明:基于提出的加高培厚堤防的优化方案,经过加筋处理后,堤防坡比优化为1∶1.37,安全系数从1.08提升至1.63,土地使用面积减小了36.9%,单位长度加高培厚工程所需土方量减少约20 m3;开挖台阶和加筋都可减小沉降,加筋相比开挖台阶作用更明显,共同使用效果最好;加筋位置越靠近堤防底部,降低堤防差异沉降的效果越明显,加筋层数多比加筋层数少的效果好,在实际工程中,并不是越多越好,应综合考虑经济及工程效益,合理选择加筋处治方案。     

毛细透排水带渗滤取水对比试验

通过环形毛细透排水带渗管、立式毛细透排水带渗管和普通PVC渗管的渗滤取水试验,对比了在不同反滤层环境下3种渗管的集水能力和滤净能力。结果表明,在单一均质反滤层条件下,立式毛细透排水带渗管能同时兼顾集水和滤净性能,取水效果达到最优。并首次提出新型毛细透排水带渗管可用于傍河取水的渗渠取水工程,研究成果对毛细透排水带在渗渠取水工程中的应用提供了理论依据和设计参考。      

土石坝带裂缝黏土心墙破坏机理试验研究

针对土石坝黏土心墙破坏机理的实际特点和物理机制,根据实际工程中黏土心墙所处的应力状态和应力路径的变化,设计了带裂缝黏土心墙的破坏机理试验,探究了裂缝宽度、水压力及反滤层对黏土心墙水力劈裂破坏的影响。结果表明,宽度较小的裂缝在浸水后会闭合,而宽度较大的裂缝则有可能成为土样水力劈裂破坏的通道;一定大小的水压力和加载速率是水力劈裂发生的必要条件;反滤层对于预防水力劈裂破坏的发生具有积极的作用。试验结果对黏土心墙坝体设计有一定的参考价值。     

扬州沿运灌区暗管排水土工布外包滤料的水力性能试验研究

农田暗管排水系统建设是提高农业机械化作业效率的有效措施之一.土工布作为排水暗管外包滤料时,需要具有良好的透水性能和抗淤堵能力.文中以扬州段沿运灌区为例,针对当地土壤中粉粒含量较高,土工布外包滤料筛选困难等实际问题,参考相关技术准则,选用2种开孔率和厚度不同的土工布进行了水力渗透试验,并与传统的河砂反滤材料进行了对比,筛选出适合当地土壤的土工布外包材料.研究结果显示,所选用的2种土工布透水性能存在较大差异,其中厚度较大(0.41 mm)、孔径较小(180 μm)的土工布A的透水性能较好,渗透系数为初始值的54.1%,高于河砂滤层的46.1%,而厚度为0.35 mm、孔径为227 μm的土工布B渗透系数仅为初始值的30.2%.相比于土工布B,土工布A具有更好的抗淤堵能力,长期使用后淤堵率比土工布B低16%.通过对土工布表面形成的、透水性较低的滤饼分析发现,土工布B不但自身发生了较大程度淤堵,其表面形成的滤饼较为密实,是影响其渗透性能的直接原因.     

改进暗管排水技术淤堵防护措施试验研究

基于室内土柱试验,依据太沙基准则,考虑2种反滤体铺设方式、2种土工布类型以及3种土工布铺设位置,模拟改进暗管排水条件下反滤体或土工布的单一防护措施以及反滤体与土工布结合的组合防护措施下排水流量的衰减过程,得到不同方案的土工布淤堵量及土壤流失量,提出改进暗管排水条件下反滤体及土工布的合理布局。研究结果表明,依据太沙基准则选择改进暗管排水的砂砾石规格是合理可行的;仅在暗管周围铺设土工布的分层和混合反滤体方案对防护土工布淤堵和土壤流失均有较好效果;综合考虑流量衰减过程、土工布淤堵量和土壤流失量,确保改进暗管排水的长期稳定运行,应优先考虑分层反滤体结合暗管周围铺设合理土工布的方案。     

外包滤料对暗管排水与土壤脱盐效果的影响

为了探究不同外包滤料条件下的暗管排水性能和土壤脱盐效果,基于室内试验研究成果,在田间设置4种暗管排水系统(各系统中暗管埋深均为80 cm,间距均为20 m),所用外包滤料分别为68 g/m²土工布(L)、砂滤料(S)、68 g/m²土工布+砂滤料(LS)和无外包滤料(W),以当地常规明沟排水(CK)作为对照,通过田间试验分析了春灌过程中各暗管系统的排水性能指标及土壤脱盐效率.结果表明:相比处理W,处理L,S和LS平均排水速率提升了7.44%,12.55%和15.75%,平均流量衰减度降低4.07%;处理S和LS累积排水量提高了5.11%和8.31%(P<0.05).各暗管处理春灌后平均土壤脱盐率均达47%以上,较CK提升显著,其中处理LS效果最优,为50.94%.综上,应优先选择处理LS作为河套灌区暗管排水系统外包滤料布设方案.该研究结果可为河套灌区暗管排盐技术的推广应用提供理论支撑和科学指导.     

几种地下滴灌(渗灌)灌水器性能的室内外试验研究

选择有代表性的 3种国产多孔渗水管和一种地面滴灌管进行室内外试验检测 ,比较各类灌水器的防堵性能、出流均匀性和压力流量关系等工作性能。结果表明 ,多孔管的上述测试指标均不理想 ,而具有压力补偿性能的滴灌管经无纺布外包处理地埋后 ,既具备防止负压堵塞的能力又可在田间 1m管距布设条件下获得良好的灌水均匀性。为此 ,研制一种既能抗负压堵塞、又具备较好压力补偿性能的地下滴灌灌水器是十分必要的。     

水分入渗对土壤内部综合压力影响的试验研究

利用自制土壤内部压力测量装置对水分入渗过程中土壤内部的综合压力进行了测量,分析了水分入渗过程中不同土层的土壤内部压力的变化特征以及不同容重土壤的内部压力的变化特征。结果表明:同一容重下不同土层的土壤,在灌水初期0～20min左右,水分入渗对土壤内部扰动的综合压力随着土层深度的加深而减小;在360～420min内综合压力值随土层深度的加深而增大。不同容重下同一土层的土壤,水分入渗对土壤内部扰动的综合压力在表层土0～15cm土层,压力值随着容重的增大而增大;15～30cm和30～45cm土层在测定时间0～90min内,容重越大压力值越小,90min后压力值随着容重的增加呈递增的趋势。试验结果同时表明同一时段内,容重越大,压力值的变化幅度越小即压力差越小。     

采用土工织物过滤的河床取水井

为了扩大土工织物的应用领域，介绍了利用河床凸岸的砂卵石冲积层作为滤料，采用土工织物起隔离保砂作用，使原河水通过滤层得到净化的河床取水井，并阐明了供水工艺流程，取水井的特点与构造，土工织物的设计，引水管和取水井渗流量的分析计算及技术经济比较。     

宁夏银北排水项目暗管排水外包滤料试验研究

采用一维和二维渗透模型对土工织物作为农田暗管排水外包滤料进行了试验研究。试验用的 2种土壤取自宁夏银北暗管排水区 ,对 1 2种不同土工织物的透水效果进行了测定和对比分析 ,其初选结果将用于野外现场作进一步观测评价 ,并最终为宁夏银北暗管排水滤料选择提供依据     

Effect of soil texture on the emission characteristics of porous clay pipe for subsurface irrigation

Laboratory and numerical experiments were carried out to analyze the effect of soil texture on the emission characteristics of porous clay pipe used for subsurface irrigation. Results show that the emission rate of the pipe is linearly related to the applied hydraulic head in the open environment. With the pipe embedded in the soil, the emission rate becomes a function of the soil texture and the applied hydraulic head. For a given soil texture, as the applied hydraulic head in the pipe increases, the moisture content in the vicinity of the pipe becomes higher, and the effect of the capillary forces on the emission rate of the pipe decreases. Under saturated conditions in the vicinity of the pipe, the effect of capillary forces in the flow domain on the emission rate of the pipe is negligible. The study results are useful in designing the lateral spacing and installation depth of the pipelines, irrigation run time and length, and the hydraulic head required for proper operation of porous clay pipe based subsurface irrigation systems.