Page 72 - 2025年第56卷第2期

图 ９ 排水流量计算值与模拟值对比

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－ ８．３１％、－ ５．１２％和 ４．９１％；三组方案的模拟值与计算值的 Ｒ均大于 ０．９６，计算精度满足要求，表明
将间断式改进暗排流量转化为柱体砂滤料的外部进水流量、柱体砂滤料的内部排水流量和常规暗管流
量叠加计算的方法是合理可行的。
在计算过程中，相对误差最大值出现在柱体砂滤料外部进水后期，柱体砂滤料周围水头降深逐渐
减小的过程中，此时在使用 Ｋｕｓａｋｉｎ经验公式计算得出的柱体砂滤料影响半径 Ｒ接近于等效半径 ｒ，
０
使得 ｌｎ（Ｒ?ｒ）趋向于 ０，导致式（５）的分母偏小，故计算所得柱体砂滤料外部进水流量较实际流量大；
０
随着降深进一步减小，影响半径 Ｒ的计算值小于柱体砂滤料的等效半径 ｒ，计算过程中认为柱体砂滤
０
料外部进水流量值为 ０，导致间断式改进暗排的总流量计算值较实际流量小。由此，柱体砂滤料的影
响半径 Ｒ是影响间断式改进暗排流量计算公式精确度的关键因素，理论分析及实际工程建设中针对如
何减小柱体砂滤料的影响半径计算所引起的流量误差问题还有待进一步探究。
５．３ 间断式改进暗排各部分流量占比分析 为探究柱体砂滤料在间断式改进暗排排水过程中对流量的
影响变化，对计算所得的柱体砂滤料内部排水流量、柱体砂滤料外部进水流量、常规暗管排水流量占
总排水流量的比例进行分析。

图 １０ 排水过程中各部分流量占总流量比值

图 １０给出了排水过程中柱体砂滤料内部排水流量、柱体砂滤料外部进水流量以及常规暗管排水
流量占总流量的比值。由图中可以看出，随着时间的增加，柱体砂滤料内部排水流量的占比总体呈现
逐渐减小的趋势，柱体砂滤料的外部进水流量占比逐渐增加；柱体砂滤料高度越高，其内部排水持续
时间越长，Ｓ１方案下柱体砂滤料内部排水时间持续 １５ｈ，Ｓ２与 Ｓ３方案下柱体砂滤料内部排水时间持
续 ３０ｈ。对比方案 Ｓ２与 Ｓ３可以发现，柱体砂滤料布设间距越小，其在间断式改进暗排排水流量中影
响比例越大，Ｓ２中柱体砂滤料外部进水与内部排水流量之和平均占总排水流量的 ３０．９４％，Ｓ３中柱体
砂滤料外部进水与内部排水流量之和平均占总排水流量的 ４７．８３％。在 Ｓ１、Ｓ２和 Ｓ３方案的流量计算
中，常规暗管排水流量 Ｑ 分别平均占总流量 Ｑ 的 ７０．２６％、６９．０６％和 ５２．１７％，但常规暗管排水面积
Ｃ
总
２
（ Ｗ× Ｌ － π Ｒ）分别占总排水面积（Ｗ× Ｌ）的 ９５．１４％、９１．４２％和 ８３．０１％，说明相同排水面积条件下无柱体
砂滤料的常规暗排相较于在暗管上布设柱体砂滤料而形成的间断式改进暗排的排水流量更小。
５．４ 土壤质地对计算公式准确性的影响 土壤质地对暗管排水流量影响较大 ［２８］ ，为进一步验证间断
式改进暗排流量计算公式的适用性，除上述已验证的壤土外，选取粉土和黏土进行深入模拟，其土壤

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