本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)水利工程設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高地下水位灌區(qū)灌渠單向滲流模型試驗裝置。

背景技術(shù)：

引水灌渠作為農(nóng)田水利工程的重要構(gòu)成部分，在我國三北寒旱地區(qū)有廣泛應(yīng)用，其主要功能在于給灌區(qū)農(nóng)作物補給充足水分。灌渠截面面積及其內(nèi)部水位高低根據(jù)周邊農(nóng)作植物需水特性、生育階段、氣候、土壤條件而定。在干旱及農(nóng)作植物需水旺季，灌渠內(nèi)部的水位高于地下水位，因此需要做好防滲措施以提高灌渠水利用系數(shù)。相反在不需要灌溉的季節(jié)，灌渠內(nèi)部的水位就會很低，甚至是干灌渠，地下水位高于渠水位，對灌渠襯砌形成揚壓力；特別是在冬季，高地下水位區(qū)的灌渠襯砌還易發(fā)生凍脹?？梢?，在這個需水循環(huán)過程中，會引起一系列問題，若為提高灌渠水利用系數(shù)而做全斷面襯砌防滲，在灌溉旺季是合理可取的，但在灌溉淡季或冬季則不可行，原因在于灌溉淡季或冬季灌渠水位低甚至干渠，但灌渠襯砌外側(cè)地下水位很高，這樣襯砌內(nèi)外側(cè)就會形成很高的揚壓力，在外側(cè)水壓力作用下很容易引起襯砌破壞；除此之外，若灌渠全斷面防滲，襯砌外側(cè)的灌渠邊坡地下水不能消減，三北寒區(qū)冬季地表溫度降低導(dǎo)致灌渠襯砌后水結(jié)冰，體積膨脹形成凍脹，很容易引起襯砌的擠壓破壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高地下水位灌區(qū)灌渠單向滲流模型試驗裝置，用于研究如何改善高地下水位地區(qū)灌渠防滲的方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種高地下水位灌區(qū)灌渠單向滲流模型試驗裝置，包括模型試驗箱，模型試驗箱內(nèi)設(shè)有渠道模型，渠道模型的兩側(cè)均設(shè)有隔板，隔板與模型試驗箱底面垂直，隔板的表面上設(shè)有若干滲水孔；模型試驗箱兩側(cè)與所述隔板相對的側(cè)壁上設(shè)有排水孔，模型試驗箱兩側(cè)與隔板相垂直的側(cè)壁上設(shè)有測壓孔，測壓孔通過管道連接有測壓裝置。

本發(fā)明的特點還在于，

渠道模型的上表面設(shè)有混凝土襯砌。

測壓裝置包括支架，支架上設(shè)有若干豎直排列的測壓管，測壓管與測壓孔一一對應(yīng)，測壓管通過管道與測壓孔相連。

排水孔連接有排水管，排水管上設(shè)有閥門。

本發(fā)明的有益效果是：一種高地下水位灌區(qū)灌渠單向滲流模型試驗裝置，可以用于研究如何改善高地下水位地區(qū)灌渠防滲的方法，使其既能滿足灌溉旺季具有良好的防滲能力，提高灌渠水利用系數(shù)，也能滿足灌溉淡季或冬季防滲襯砌不會因揚壓力破壞或凍脹破壞；評估節(jié)水改造工程的節(jié)水效果；優(yōu)選防滲方案，為下一步灌渠砌護(hù)方案提供技術(shù)支持；分析不同地質(zhì)條件、不同渠水位以及不同地下水位防滲前后渠道水利用系數(shù)，為合理確定灌渠水利用系數(shù)提供技術(shù)支持；通過改變槽內(nèi)土體形式，還可進(jìn)行不同防滲形式的土石壩滲流試驗，能最大程度地降低試驗成本，具有較強的推廣實用價值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種高地下水位灌區(qū)灌渠單向滲流模型試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種高地下水位灌區(qū)灌渠單向滲流模型試驗裝置模型試驗箱的主視圖；

圖3是本發(fā)明一種高地下水位灌區(qū)灌渠單向滲流模型試驗裝置隔板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1.模型試驗箱，2.隔板，3.滲水孔，4.渠道模型，5.測壓孔，6.支架，7.排水孔，8.測壓管。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明提供了一種高地下水位灌區(qū)灌渠單向滲流模型試驗裝置，如圖1、圖2及圖3所示，包括模型試驗箱1，模型試驗箱1內(nèi)設(shè)有渠道模型4，渠道模型4的兩側(cè)均設(shè)有隔板2，隔板2與模型試驗箱1底面垂直，隔板2的表面上設(shè)有若干滲水孔3；模型試驗箱1兩側(cè)與隔板相對的側(cè)壁上設(shè)有排水孔7，模型試驗箱1兩側(cè)與隔板相垂直的側(cè)壁上設(shè)有測壓孔5，測壓孔5通過管道連接有測壓裝置。

渠道模型4的上表面設(shè)有混凝土襯砌。

測壓裝置包括支架6，支架6上設(shè)有若干豎直排列的測壓管8，測壓管8與測壓孔5一一對應(yīng)，測壓管8通過管道與測壓孔5相連。

排水孔7連接有排水管，排水管上設(shè)有閥門。

使用時，如圖1所示，模型試驗箱1四周為加鋼肋梁的有機玻璃箱，模型試驗箱1側(cè)壁上還貼有標(biāo)尺；渠道模型4由沙土夯打而成，模擬現(xiàn)實中的渠道，渠道模型4的上表面還設(shè)有混凝土襯砌，地基及混凝土襯砌按模型比例尺與材料相似比制作，渠道模型4內(nèi)維持水頭不變，收集排水孔7處的滲出水量，避免了模型表面水量蒸發(fā)對試驗結(jié)果的影響；隔板2與模型試驗箱1側(cè)壁之間的水位用來模擬地下水位，渠道模型4外地下水位通過模型試驗箱1外側(cè)板上設(shè)置的排水孔7來控制；待渠道模型4地基內(nèi)已經(jīng)形成穩(wěn)定滲流場后開始試驗，通過渠道模型4地基的原始地下水位高程處的排水孔7收集滲漏水量，進(jìn)行穩(wěn)定流量計算，排水孔7通過管道還連接有溢流閥，溢流閥的高度可以根據(jù)需要調(diào)整；還可以根據(jù)需要在模型試驗箱1的長度方向的側(cè)壁上設(shè)置測壓孔5，測壓孔5通過管線與測壓裝置中的玻璃測壓管一一相連，可以測量滲流場各點的水位高程。原位實際滲流量需用模型實測流量和幾何相似、運動相似以及動力相似系數(shù)進(jìn)行換算，針對不同土性和防滲襯砌，只需重復(fù)上述過程即可。

本發(fā)明的一種高地下水位灌區(qū)灌渠單向滲流模型試驗裝置有如下優(yōu)點：可以用于研究改善高地下水位地區(qū)灌渠防滲的方法，使其既能滿足灌溉旺季具有良好的防滲能力，提高灌渠水利用系數(shù)，也能滿足灌溉淡季或冬季防滲襯砌不會因揚壓力破壞或凍脹破壞；評估節(jié)水改造工程的節(jié)水效果；優(yōu)選防滲方案，為下一步灌渠砌護(hù)方案提供技術(shù)支持；分析不同地質(zhì)條件、不同渠水位以及不同地下水位防滲前后渠道水利用系數(shù)，為合理確定灌渠水利用系數(shù)提供技術(shù)支持通過改變槽內(nèi)土體形式，還可進(jìn)行不同防滲形式的土石壩滲流試驗，能最大程度地降低試驗成本，具有較強的推廣實用價值。