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排水试验主要为单次排水和连续排水两种形式，试验开始前暗管阀门关闭，地下水位线水平，观
测期间开启暗管控制阀，暗管进行自由排水，测量过程中无灌溉或降雨。２０２０年 ７月 １５日开始单次
排水观测，记为 Ｔ１试验，观测时间截止到暗管出流后 ４２９ｍｉｎ；２０２０年 ７月 ２３日进行连续排水试验，
记为 Ｔ２试验，观测时间截止到暗管出流后 １６６９ｍｉｎ，暗管排水量取 ３根暗管排水量的平均值。Ｔ１、
Ｔ２试验的初始地下水埋深分别为 ０．４８和 ０．２０ｍ。排水前在试验区内不同位置取土，通过环刀法测得
３
３
３
土壤容重为 １．４５ｇ?ｃｍ ，测得饱和含水量和残余含水量分别为 ０．４４和 ０．０５ｃｍ ?ｃｍ ，采用双环试验进
行原位土渗透系数测量，试验区土壤平均渗透系数为 ０．８２ｍ?ｄ。
４．２ 模型模拟设置与率定验证
４．２．１ 数值模型设置 基于田间试验构建 ＨＹＤＲＵＳ模型，采用 ＶＧ模型描述土壤水力特征参数 ［２５］ ，
模型上边界设定为大气边界，下边界及侧边界为零通量边界，暗管为渗流边界（图 ７）。模型中所需的
通过室内试验测得，ＶＧ模型的形状参数 ｎ及经验参
土壤渗透系数 Ｋ、饱和含水率 θ ｓ 及残余含水率 θ ｒ
ｓ
数 α的确定则通过率定验证得到。将试验 Ｔ１作为率定期，试验 Ｔ２作为验证期，基于室内试验测量结
果，通过率定验证得到土壤水力特征参数。验证公式合理性的工况中设置 ３个模拟方案，分别记为
Ｓ１—Ｓ３（见表 １），模型初始条件都为饱和土壤，柱体砂滤料均设置于暗管中间。在间断式改进暗排控
制范围边缘（ Ｃ － Ｃ′）、柱体砂滤料边缘（Ｇ － Ｇ′）、暗管正上方（Ｉ － Ｉ′）设置观测线，分别用以测量暗管控
制范围的地下水位、地下水在柱体砂滤料中降深、暗管正上方悬挂水头及作用水头的变化。

表 １ 模型尺寸设置 单位：ｍ
柱体砂滤料设置
方案 暗管埋深 ｄ 暗管间距 Ｌ 暗管长度 Ｗ
平行暗管长度 ｂ 垂直暗管长度 ａ 高度 Ｓ
Ｓ１ ０．８ ２０ ３０ １ １ １
Ｓ２ １．２ ２０ ３０ １ １ １．５
Ｓ３ １．２ ２０ １５ １ １ １．５

图 ７ ＨＹＤＲＵＳ模型示意图

４．２．２ 模型率定验证 率定验证得到土壤及滤料的水力特征参数见表 ２。以率定期 Ｔ１和验证期 Ｔ２的
２
两组试验累积排水量作为特征值验证数值模型的有效性，利用决定系数（Ｒ）、均方根误差（ＲＭＳＥ）和
２
绝对平均误差（ＭＡＥ）作为模型的评价指标进行水分运移精度评价，其中 Ｒ越接近 １、ＲＭＳＥ和 ＭＡＥ越
接近 ０，表明模型的模拟精度越高 ［２６］ 。各指标计算方法见文献［２７］。
图 ８给出了暗管累积排水量实测值与模拟值的对比图，由图中可以看出，模拟数据与实测数据的
２
３
变化趋势一致性较高。率定期模拟值与实测值的 Ｒ为 ０．９９，ＲＭＳＥ与 ＭＡＥ均在 ０．２２ｍ 以下；验证期
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