Page 10 - 水利学报2021年第52卷第11期

量，沟中往往呈现高水位状态，除涝期间沟中经常处于高水位情况下，可设置集水竖井，将虹吸管
出口通入井中，利用动力抽排井水入沟；也可在排水沟末端安装临时泵集中抽排降低沟中水位，增
大暗管排水能力；经济条件允许条件下，可建立固定抽水泵站。非汛期或非排水时期，可以封闭虹
吸管或抬高虹吸出口实施控制排水，减少农业排水的氮磷污染。地表积水消退后地下水位降落过程
中的虹吸增流作用如何还有待进一步研究。

4 结语

本文在分析暗管排水影响因素基础上，提出利用虹吸作用不加重浅埋暗管成本负担即可提高排
水能力的增流方法，并通过理论计算分析与室内砂槽试验进行了验证，主要结论如下：（1）暗管排水
能力大小，与排水地段含水层的平均渗透系数 K 和作用水头呈正相关关系，与排水地段的渗流阻抗
系数Φ呈负相关关系，暗管埋深对Φ值影响最大，其次为暗管管径，当间距 L 和含水层厚度 T 与暗管
埋深相比大到一定程度时，L 和 T 对Φ的影响都很小。（2）利用虹吸作用，在暗管出口处安装虹吸管，
使其下端出流口降低到一定深度，理论和试验表明，采用此种方法可以显著提升浅埋暗管的排水能
力。浅暗管通过虹吸作用降低到中埋和深埋出口时，即作用水头增加 1.33 倍和 1.67 倍时，排水流量
增大 33.3%和 66.7%，且比相同排水出流条件的中埋管和深埋管排水流量还要大，主要原因是浅暗管
渗流阻抗系数较小，其结果带来流量增大所致。（3）当积水层深度增大时，有虹吸和无虹吸的浅暗管
排水流量绝对值都呈线性增长，不论积水层深或浅，相同积水层深度下前者排水流量始终比后者大
3
0.74 m /d；当积水层深度减小时，有虹吸的浅暗管排水流量绝对值在减小，但增流效果百分比在增
大。（4）浅埋和深埋暗管相间布设有其优越的排水性能，浅埋暗管可以加速地表积水入渗，并且控制
前期的地下水位下降，深埋暗管则主要控制后期的地下水位下降。根据当地实际情况，浅埋暗管和
虹吸管的出流口可以通入末级排水农沟或排水斗沟，也可通入集水竖井，在沟中高水位持续时间较
长的情况下，可利用动力抽排降低沟中或井中水位，增大暗管排水能力。

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