Page 9 - 水利学报2021年第52卷第11期

表 2 理论计算与试验结果对比
排流量/（ml/min）
排水措施 误差/%
试验 理论
浅暗管 26.8 25.7 -4.1
浅暗管（中） 35.0 34.26 -2.1
浅暗管（深） 43.6 42.8 -1.8
中暗管 30.0 29.55 -1.5
深暗管 31.8 33.7 6.04
注：浅暗管（中）、浅暗管（深）分别指虹吸出口为中埋、深埋的浅埋暗管。

0.608，浅暗管渗流阻抗系数比中暗管和深暗管分别减小 16%和 27%，可以看出，浅暗管通过虹吸作
用降低到中埋和深埋出口时，分别比相同排水出流条件的中埋管和深埋管排水流量还要大，流量增
大的原因主要是浅埋管的渗流阻抗系数比中埋管和深埋管要小。由此表明，在不加重浅埋暗管成本
负担的基础上，利用虹吸原理能显著提高暗管排水能力。
3.4 积水层深度变化对虹吸排水增流效果的影响 以安徽蚌埠试验站实际土壤质地条件为例 ，采
［4］
用理论公式计算积水层深度变化对虹吸排水增流效果。土壤渗透系数为 0.8 m/d，不透水层深度为
10 m，浅暗管埋深为 0.6 m，相当于汛期玉米作物幼苗耐渍水深，通过虹吸作用的浅暗管出流降深达
到 1.1 m，用“浅暗管（深）”表示，暗管直径为 0.08 m，暗管间距为 20 m，图 3 为随积水层深度变化的
浅暗管和浅暗管（深）单长排水流量及排水流量增加百分比。

图 3 有无虹吸的排水流量及虹吸增流效果随积水层深度的变化

从图 3 可以看出，随积水层深度的增加，浅暗管和浅暗管（深）排水流量绝对值均呈线性增长，两
者直线斜率相等，即相同积水深变化条件下流量增加值相同，且相同积水层深度下浅暗管（深）始终
3
比浅暗管排水流量大 0.74 m /d，该值不随积水层深浅而改变；而浅暗管（深）与浅暗管相比，流量增
加百分比则随积水层深度增加而减小，可见，当积水层深度减小时，浅暗管（深）的排流量减小，但
增流效果百分比在增大。
3.5 讨论 非汛期或降雨强度不大的排水时期，采用控制排水技术已经被广泛认可和应用 ［16］ ，而在

雨季或强降雨排水时期，则需加大调控深度，人为降低地下水位，加快地表水的排除，及时将高地
下水位降到作物耐渍深度。浅埋和深埋暗管相间布设形式具有其优越的排水性能，浅埋暗管可以利
用其更接近地表积水和渗径短的特点，增大积水入渗速度 ［11］ ，从而辅助明沟加快地表积水消退过
程，待地表积水消退后，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。为
增强浅埋暗管排水能力，借鉴控制排水双向调控的思路，利用虹吸原理将浅埋暗管出水口高程降低
达到一定深度，理论和试验表明，采用此种方法可以显著提升浅埋暗管排水能力。实际应用时，浅
埋暗管埋深可以选取当地汛期作物耐渍深度的最小值，而深埋暗管进一步控制排水后期的地下水位
下降。浅埋暗管和虹吸管的出口可以入末级排水农沟，根据当地实际情况，暗管和虹吸管出口也可
直接排入斗沟并接近斗沟的沟底高程，从而最大限度的增大作用水头和提高排水能力。
汛期降雨集中，是除涝关键时期，明沟承担排水任务较重，既排泄地表径流也接纳地下排水

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