塑料盲管是我国近两年才兴起的新型复合土工集排水材料,具有表面开孔率高、集水性好、孔隙率大、抗压性强等优点,在土木与水利等建设项目的地下集、排水工程中得到广泛的应用。然而目前塑料盲管在应用及施工过程中关于渗流排水的效果不明确,故亟需对塑料盲管的渗流特性与降水效果进行系统全面的分析研究。基于以上背景,本文通过试验测定了三种常用规格盲管和三种外包滤料不同组合下的盲管渗透系数并总结了其变化规律,设计了塑料盲管暗管在试验区农田的布置方案,设计了不同埋深、间距和布置方式下的塑料盲管暗管排水组合试验,并对其排水能力进行了数值模拟。本次研究成果对塑料盲管在农业水利工程中的选取标准与开发应用具有积极意义。本文通过对塑料盲管的渗透系数试验与渗流数值模拟相结合的方式,开展了以下工作并得出结论:(1)在外包滤料方面,塑料盲管的外包滤料由含水层渗透系数决定,对塑料盲管系统渗透系数影响最为明显,直接决定了塑料盲管系统渗透系数的大致范围。在盲管孔隙率方面,盲管孔隙率65%～90%之间时,孔隙率和盲管渗透系数呈正相关关系,但随着孔隙率加大,渗透系数只是略微提升。在盲管管径方面,盲管管径变化对盲管渗透系数的影响几乎为零,而盲管管径与盲管渗透流量呈正相关关系。(2)对不同埋深、间距和布置方式组合下的塑料盲管暗管的排水能力进行三维渗流模拟。两沟中间一点为地下水位最高点,愈靠近排水沟或纵向盲管,对地下水位的控制愈显著,地下水位愈接近盲管埋深;距农沟或纵向盲管愈远,控制作用相对减弱。加大盲管埋深可以增加到达恢复期时的累计地下水排水量,提高了排水效果;减小暗管间距有利于表层土壤排水,间距越小地下水位下降越快,也意味着排水效率越高。且相较于增大盲管埋深,减小盲管间距更能提高初始4天内累计排水量。
基本信息
| 题目 | 塑料盲管在农田暗管排水中的应用研究 |
| 文献类型 | 硕士论文 |
| 作者 | 吴锦峰 |
| 作者单位 | 扬州大学 |
| 导师 | 袁新明,顾美娟 |
| 文献来源 | 扬州大学 |
| 发表年份 | 2020 |
| 学科分类 | 农业科技 |
| 专业分类 | 农业工程 |
| 分类号 | S277 |
| 关键词 | 塑料盲管,渗透系数,暗管排水,排水模拟,地下水 |
| 总页数： | 85 |
| 文件大小： | 6993K |
论文目录
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及趋势 |
| 1.2.1 国内外塑料盲管暗管研究现状 |
| 1.2.2 国内外渗流研究现状 |
| 1.3 研究目标、内容和关键问题 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 关键问题 |
| 1.4 研究方案 |
| 1.4.1 研究方法 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 研究区概况 |
| 2.1 自然状况 |
| 2.1.1 地理位置 |
| 2.1.2 条田情况 |
| 2.1.3 地貌特征 |
| 2.1.4 水文气象 |
| 2.1.5 耕地土壤 |
| 2.1.6 地面植被 |
| 2.1.7 自然资源 |
| 2.2 社会经济状况 |
| 2.3 水文地质参数分析 |
| 2.3.1 给水度 |
| 2.3.2 渗透系数 |
| 2.3.3 饱和含水率 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 塑料盲管渗透系数试验 |
| 3.1 试验装置 |
| 3.2 试验材料 |
| 3.2.1 试验用土样 |
| 3.2.2 试验用土工织物滤料材料 |
| 3.2.3 试验用排水盲管 |
| 3.3 试验方案 |
| 3.3.1 一维试验 |
| 3.3.2 二维试验 |
| 3.4 结果分析 |
| 3.4.1 孔隙率分析 |
| 3.4.2 外包滤料分析 |
| 3.4.3 盲管管径分析 |
| 3.4.4 渗透系数分析 |
| 3.5 参数的选择 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 塑料盲管排水工程方案规划设计 |
| 4.1 排水工程设计标准 |
| 4.1.1 排涝标准 |
| 4.1.2 降渍标准 |
| 4.2 排水工程参数设计 |
| 4.2.1 地下水平均蒸发强度 |
| 4.2.2 防渍排水模数的计算 |
| 4.2.3 控盐排水模数的计算 |
| 4.2.4 蒸排比 |
| 4.3 盲管管材选择和管径设计 |
| 4.4 盲管埋深与间距设计 |
| 4.4.1 盲管埋深设计 |
| 4.4.2 盲管间距设计 |
| 4.5 盲管布置规划设计 |
| 4.6 盲管排水组合方案设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 基于FEFLOW的塑料盲管渗流模拟 |
| 5.1 FEFLOW模型简介 |
| 5.1.1 基本方程 |
| 5.1.2 模拟流程 |
| 5.2 渗流模型的基础 |
| 5.2.1 建立渗流模型的前提 |
| 5.2.2 渗流模型的模拟方案 |
| 5.2.3 概化项目区含水层结构 |
| 5.2.4 概化项目区边界条件 |
| 5.3 渗流模型的建立 |
| 5.3.1 渗流数学模型 |
| 5.3.2 有限单元网格设计 |
| 5.3.3 三维渗流模型的构建 |
| 5.3.4 边界条件的处理 |
| 5.3.5 水文地质参数 |
| 5.3.6 源汇项计算与处理 |
| 5.4 渗流模型的求解 |
| 5.4.1 设置问题类型 |
| 5.4.2 模拟期的设置 |
| 5.5 模型的检验和识别 |
| 5.5.1 模型的识别准则 |
| 5.5.2 模型识别结果 |
| 5.6 模拟结果 |
| 5.6.1 方案一模拟结果 |
| 5.6.2 方案二模拟结果 |
| 5.6.3 方案三模拟结果 |
| 5.6.4 方案四模拟结果 |
| 5.6.5 方案五模拟结果 |
| 5.7 结果分析 |
| 5.7.1 盲管埋深分析 |
| 5.7.2 盲管间距分析 |
| 5.7.3 盲管连接方式分析 |
| 5.8 项目区地下盲管排水方案的选择 |
| 5.9 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
参考文献
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