宁夏是华夏文明灿烂的发源地之一,是古代丝绸之路的必经要道,也是当今一带一路下的塞上江南。宁夏引黄灌区灌溉历史悠久,是我国最古老的大型灌区之一。新中国成立后灌区对渠道实施了河道清淤、混凝土衬砌防渗等水利工程。然而,随着渠道衬砌距离逐步增长,面积逐步扩大,逐渐出现了一些问题:宁夏灌区属于高地下水位地区,部分渠段地下水高出了渠底漫延到了衬砌下面。在冬季温度低于零度时,衬砌下面的水份结冰,产生一定的扬压力,致使衬砌遭到破坏,影响渠道安全运行。因此需要在衬砌上进行开缝,以消除扬压力造成的危害。然而开缝过大又会导致渠水渗漏增加,失去了衬砌本身的作用。针对这一矛盾,本文将通过模型试验模拟渠道渗漏过程,对衬砌开缝宽度、开缝位置、渠道宽度、地基条件等因素与渗漏量之间的关系进行研究,为灌区渠道衬砌方案提供技术支持。为此,本文将展开以下工作:首先,选取宁夏灌区代表性的渠段进行现场踏勘,测定其不同渠基土的渗透系数与密度,对灌区渠道渠基土的构成与性质作初步判断。然后对代表性的土进行取样,运回实验室进行详细的土力学试验,测定土的颗粒级配、密度、含水量、液塑限等各项物理指标,研究其基本物理性质,为下一步模型试验做基础。其次,设计并制作渠道模型箱,按几何相似、运动相似和动力相似设计模型,将灌区渠道的地质实体按照一定比例缩制成模型,并使其边界条件完全一致,保证模型能够重演天然渗流的真实过程。设计室内模型试验,分析模型试验结果与原型实际渗流量之间的关系,给出试验模型与原型渗漏量之间的换算公式。最后,利用渠道模型模拟不同渠道衬砌型式、不同地基条件、不同渠水位深度时的渗漏过程,分析其与渗漏量之间的关系,计算不同衬砌方式下的渠道输水效率系数、衬砌节水系数与衬砌节水量,整理数据并分析衬砌型式对各种衬砌渠道渗漏的影响规律,评价各种衬砌型式的防渗效果。本文通过大型室内模型试验较为全面地模拟了宁夏引黄灌区渠道不同衬砌型式下的渗漏过程,计算了该地区渠道输水效率系数与衬砌节水系数,为宁夏灌区渠道渗漏衬砌方案的选取提供了数据支持,具有很重要的现实意义。