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灌溉排水学报 2018年第6期37卷 101-108页

作者：李会贞李法虎周新国时学双张文超中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 中国农业科学院农田灌溉研究所河南新乡453002

暗管排水是高地下水埋深地区农田排水的主要方式之一。【目的】确定农田暗管-明沟组合排水系统的布设参数。【方法】根据农田排水理论,建立了农田暗管-明沟组合排水系统布设参数计算模型及其C#语言编程。【结果】在题设条件下,考虑地下... 详细信息

暗管排水是高地下水埋深地区农田排水的主要方式之一。【目的】确定农田暗管-明沟组合排水系统的布设参数。【方法】根据农田排水理论,建立了农田暗管-明沟组合排水系统布设参数计算模型及其C#语言编程。【结果】在题设条件下,考虑地下水蒸发影响时的吸水管间距比不考虑其影响可增大2.9%~17.3%;吸水管间距由15 m增大到25 m时,地下水埋深降深减小24.7%~27.5%;当吸水管埋深由1.5 m增加到2.0 m时,地下水埋深降深可增大34.8%。计算结果与相关算例的最大相对差异小于1.2%,运行速度快,在5 s内可以完成计算过程,适用于不同土壤质地、地下水埋深、地下水蒸发条件和作物种植条件。【结论】设计的软件减轻了农田水利工程基层设计人员的工作量,可以进一步推广。

关键词：暗管排水吸水管间距吸水管埋深计算模型软件编程

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宁夏银北灌区暗管排水改良盐碱地效果监测及工程设计关键参数优化

宁夏银北灌区暗管排水改良盐碱地效果监测及工程设计关键参数优化

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作者：李楷奕宁夏大学

学位级别：硕士

为充分掌握银北灌区应用暗管排水技术治理耕地盐碱渍害、改善农田水环境实施多年来的效果,本文选取宁夏平罗县五堆子暗管排水工程项目区作为研究对象,通过野外监测与室内试验,探寻并分析了试验区地下水埋深、土壤含水率、土壤全盐量及... 详细信息

为充分掌握银北灌区应用暗管排水技术治理耕地盐碱渍害、改善农田水环境实施多年来的效果,本文选取宁夏平罗县五堆子暗管排水工程项目区作为研究对象,通过野外监测与室内试验,探寻并分析了试验区地下水埋深、土壤含水率、土壤全盐量及地下水矿化度的变化规律;针对银北灌区地域特色与基本情况,采用C语言编写了相关计算程序,分析了多种暗管间距计算方法及其适用性,提出了适宜于宁夏银北灌区暗管排水工程间距的计算方法;根据宁夏银北地区土壤质地分析结果和农业综合开发项目中有关优选吸水管外包料的田间试验数据成果,系统分析了不同土工布用于银北灌区吸水管外包料时排水流量与作用水头关系、验证设计排水率以及排水流量随时间变化规律;通过对吸水管间距不同约束条件的研究,建立以每亩面积费用最小为目标函数的银北灌区暗管排水系统的优化设计模型。主要结论如下:(1)野外监测结果表明,暗管排水对地下水埋深的控制作用明显,可以有效的降低地下水位。暗管布置后使土壤全盐量大大降低,有些区域总体已低于1g/kg以下。利用DPS软件对监测到的地下水矿化度和土壤全盐量数据进行线性回归分析,得出线性回归方程为y=1.5228x+1.011,其中R2=0.7765,P=2.36289E-7,全盐量观测值和拟合值的绝对误差在-1.29～0.49之间,表明地下水矿化度和土壤全盐量呈显性正相关。(2)根据查阅文献中有关暗管排水间距的理论计算公式,编制了 C语言程序,并对多种工况下的暗管间距进行了计算、分析与讨论。以宁夏平罗县五堆子暗管排水工程设计为例,利用编制程序计算结果表明,在稳定流条件下,建议阿维里扬诺夫-瞿兴业公式与胡戈浩特公式同时进行计算,取间距值较小者;在非稳定流条件下,推荐采用瞿兴业公式或排蒸比按1.31计算的半经验公式进行银北灌区暗管间距的设计与计算。(3)在条件许可的情况下,无纺布+砂滤料外包料效果最优;考虑到机械一体化施工,68g/m2无纺布外包料其作用水头与排水流量呈明显的直线关系,流量值大于相应于设计排水率的流量,流量衰减程度也较轻,并且运输与施工过程中不易被划破,故相比于其他试验材料,具有较好的应用前景。(4)根据所建模型计算获得五堆子暗管排水项目区吸水管埋深1.75m,间距77m时每亩面积费用最小值为455.2元的结果。

关键词：暗管排水吸水管间距 C语言编程埋深与间距的最优组合外包滤料

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银北灌区暗管排水排盐碱效果试验监测研究与工程设计方案优化

银北灌区暗管排水排盐碱效果试验监测研究与工程设计方案优化

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作者：纪敬辉宁夏大学

学位级别：硕士

为及时了解近年来宁夏引黄灌区暗管排水改良盐碱地效果,进一步优化暗管排水工程设计方案,以宁夏平罗县陶乐镇马太沟村220公顷暗管排水工程项目区作为研究对象,分别在一级自流排水区和二级强排区共布置了 10个野外地下水位监测孔,通过定... 详细信息

为及时了解近年来宁夏引黄灌区暗管排水改良盐碱地效果,进一步优化暗管排水工程设计方案,以宁夏平罗县陶乐镇马太沟村220公顷暗管排水工程项目区作为研究对象,分别在一级自流排水区和二级强排区共布置了 10个野外地下水位监测孔,通过定期在监测点取土样、观测孔中地下水位,监测了暗管排水工程项目区地下水动态、土壤全盐量和pH的变化特征;针对当地暗管排水工程设计中,吸水管间距计算方法单一,对间距取值的合理性研究较少的现状,分析了不同暗管间距计算方法适用条件,优化出了适合宁夏银北地区暗管间距计算方法,并基于Excel平台编写了 VBA计算程序,以期为银北灌区暗管排水工程设计提供参考依据。主要结论如下:(1)通过10个观测井监测试验区地下水埋深变化,监测数据显示:实施暗管排水工程后,地下水埋深在灌溉期间最大为2.05m,最小为0.59m,平均为1.68m,灌溉期地下水埋深可以控制在0.6～1.6m之间,非灌溉期地下水埋深一般控制在1.7～2.0m之间。土壤含水率随土层深度的增加而增大,暗管将表层土壤含水率控制在7.34%～19.85%之间;耕作层土壤含水率控制在9.90%～23.68%之间;下层土壤含水率控制在24.62%～28.48%之间。(2)暗管排水条件下,土壤全盐量受地下水埋深变深而降低,一级自排灌区土壤全盐量变化范围在0.20～0.88g/kg之间,pH控制在8.52～9.44之间;二级强排灌区土壤全盐量变化范围在0.38～2.61g/kg之间,pH控制在8.35～9.43之间,与埋设暗管前相比,试验区土壤由中碱性土壤改良为弱碱性土壤。(3)根据银北灌区的气候以及管材力学性能等因素,认为PE管更适合银北灌区,通过对比不同外包料排水能力等指标,采用68g/m2无纺布过滤材料可以达到最优选择;对比分析不同间距计算公式,利用VBA程序辅助分析了不同间距计算方法,稳定流条件下吸水管间距大小依次为胡戈浩特简化公式>瞿兴业公式>恩斯特公式>胡戈浩特公式,因此在稳定流条件下推荐使用恩斯特公式与胡戈浩特公式配合计算;非稳定流条件下推荐使用瞿兴业公式。

关键词：暗管排水地下水埋深全盐量 pH 吸水管间距

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