“有效半径”理论对合成外包材料暗管排水的适用性研究

冯梦珂，伍靖伟，郭宸耀，吴 哲，杨皓瑜，李 航

（武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉430072）

暗管排水是控制农田渍害和盐害的重要手段，其效果得到了广泛认可［1-8］。在暗管排水工程的设计与应用中，外包料的选择非常重要，它直接影响暗管周围的水力条件，对暗管排水效果具有重大意义［9-15］。为此，国内外的专家对外包料的选择和使用开展了大量的实验与理论研究，并发展了“有效半径”理论用于指导暗管间距、埋深等排水工程重要设计参数的选择［16-19］。该理论将暗管外包料的影响通过渗透系数和厚度改变暗管的有效半径予以考虑，其有效性在砂石、炉渣、秸秆等厚型包料的工程实践中得到了证明［20-28］。近年来，合成外包材料由于其经济性、方便施工等原因得到了越来越多的应用，但其厚度、亲疏水性与传统厚型外包材料截然不同［29-31］，传统的“有效半径”理论对合成外包材料暗管排水是否适用亟待回答。

本文选取2 种厚度3 种类型外包材料，在新疆巴音郭楞蒙古自治州开展野外排水试验，观测排水过程。同时运用传统的“有效半径”理论考虑外包材料的影响建立暗管排水条件下的地下水运动数值模拟模型，模拟分析合成材料对排水过程的影响，并与排水理论公式对比，综合分析传统“有效半径”理论对合成外包材料暗管排水的适用性，以期为合成外包材料暗管在我国的发展提供技术参考。

1 野外试验

1.1 试验区概况

暗管排水试验于2018年10月-2018年11月在新疆巴音郭楞蒙古自治州铁门关市天河镇十连四支十农条田进行（41°54'30.99″N，86°27'54.81E）。……