不同流速对UPVC输水管道沿程损失影响的试验研究

为了更合理的计算管道输水的沿程损失,采用室内模拟试验的方法,确定流速与沿程损失之间的关系,并对常用经验公式的主要参数进行修正。试验结果表明:ＵＰＶＣ输水管道沿程水头损失随着管道流速的增大而增加,两者之间有较好的幂函数关系;常用经验公式中,谢才公式、达西－魏斯巴哈公式和《规范》公式的系数,即曼宁糙率系数、沿程阻力系数和摩阻系数均随着管道流速的增大先迅速降低,流速大于1．040ｍ／ｓ后,变化较小,趋于稳定,各系数与流速之间呈幂函数关系;海曾－威廉公式系数变化趋势相反,系数与流速之间具有较好的对数函数关系。采用修正后的经验公式计算值与实测值接近,相关系数均达到0．997以上。因此,通过修正后的经验公式可提高计算精度,满足计算需求。     

管道特性参数对庄头泵站停泵水锤的影响

为探究管道壁面糙率及不同谢才系数计算公式对供水工程水力过渡过程各参数的影响,以山西省庄头泵站为依托,以4台型号为SLOW500-1050AT的水泵机组并联运行发生停泵水锤现象为计算案例,进行了停泵水锤数值模拟计算,以探究不同管道壁面糙率及谢才系数计算公式对管道的最大正负压及水泵机组倒转转速产生的影响。基于计算结果,可以得出如下结论：① 合理增大壁面糙率,对管道正负压及水泵倒转转速过大会有一定的改善效果;② 在一定的管道壁面糙率条件下,采用曼宁公式来和巴甫洛夫斯基公式计算停泵水锤的结果,在部分断面存在较大的差异,因此选取的壁面糙率及计算公式适宜与否是影响停泵水锤的重要因素。研究成果对供水工程水锤防护具有一定的理论指导意义。     

土壤改良渠道草覆盖糙率的计算

有草覆盖的渠道底和边坡的糙率与纯土质河床的糙率应当有所不同。虽然国内外就此问题作过研究,但到目前为止,在渠道水力计算中,没有经常考虑到这一点。在均匀流渠道的水力计算中,通常采用谢才公式,而此式中的流速系数C则用不同的方法来确定。众所周知,H.H.巴甫洛夫斯基公式被认为是最精确的。在实际工作中,也常用曼宁公式来确定这一系数。无论在那一公式中,都包含有糙率值n,此值表征所谓的“刚性”糙率     

感潮河段底床阻力特性分析

为更好地了解长江感潮河段的底床阻力特性,在实测资料的基础上,结合流速对数分布的假设及谢才公式和曼宁公式给出了适合长江梅子洲河段(感潮河段)糙率的计算公式,并将公式加入到二维有限元水动力数学模型HSCTM中。数值计算的水位、流速及流场均显示了糙率公式的合理性;从尼库拉兹实验出发结合希夫林松的阻力公式从理论上探讨了摩阻流速和糙率高度之间的关系,并采用长江感潮河段的实测资料印证了两者之间存在间接的线性关系。     

人工糙率河床中的水力阻力问题

在高水头溢流坝、岸边明渠和泄洪洞的设计、施工中,当流速很高时明渠中水力阻力问题很突出。目前,认为明渠中均匀流的水力阻力与压力管道中的水力阻力(在水力半径相同时)之间无大差别。计算水力摩阻系数时(或计算谢才系数时)可采用同一的公式。在     

土壤改良渠道草覆盖糙率的计算

有草覆盖的渠道底和边坡的糙率与纯土质河床的糙率应当有所不同。虽然国内外就此问题作过研究,但到目前为止,在渠道水力计算机,没有经常考虑这一点。在均匀流渠道的水力计算中,通常采用谢才(LLIe3M)公式,而此式中的流速系数C则用不同的方法来确定。众所周知,H.H.巴甫洛夫斯基公式被认为是最精确的。在实际工作中,也常用曼宁     

PCCP输水阻力测试及防腐减阻关键技术研究

糙率系数是输水工程设计的重要技术参数,糙率取值的高低直接影响到工程规模的大小及工程投资,国内还缺少令人信服的依据.在专用试验场对管径1.6 m的PCCP进行输水阻力测试,通过在过渡区测试出K值,计算出当水流进入阻力平方区时的λ值(0.010 39)和n值(0.010);同样可以计算出不同管径的管道在进入阻力平方区时的n值.通过试验提出不同环境下适用的管道防腐材料,以解决管道长期保护和局部防腐蚀问题.提出适用于PCCP管道接头间隙的止水材料和工艺方法及合理的减阻措施.     

大型倒虹吸工程水头损失及水力计算

针对三个泉倒虹吸实际过流能力富余、小洼槽倒虹吸实际过流能力不足的问题,基于工程特点及水力设计习惯,借鉴当量糙度的取值方法,分析了不同流量下三个泉与小洼槽倒虹吸的沿程水头损失,并与实测值对比。结果表明:对于三个泉倒虹吸的PCCP管和钢管,用柯尔布鲁克公式计算所得的水头损失与实测值更接近,明显小于水力设计时采用谢才公式所得值;对于小洼槽倒虹吸的玻璃钢管,用柯尔布鲁克公式计算所得的水头损失与实测值也更接近,但明显大于水力设计时采用谢才公式所得值。在此基础上,利用计算获得的沿程水头损失反算得出糙率n值和当量糙度Δ值,发现实际过流能力出现偏差的主要原因是水力设计时采用的谢才公式不适用于大口径倒虹吸管道内的流态。     

含植物河流动力学实验研究-流速、摩阻流速及曼宁糙率系数垂线分布

根据实验室水生植物水槽中71个断面上的点流速及水深、流量和水生植物密度，分析了：1)流速垂线分布；2)相对摩阻流速的垂线分布；3)曼宁糙率系数的垂线分布规律及水生植物密度对它们的影响。结果表明：1)含植物河流中的流速垂线分布呈三区，从下至上分别为冠层区、过渡区和冠层以上区；2)相对摩阻流速垂线分布受水槽底边壁、植物和自由水面的影响．在三个区内各不相同；3)曼宁糙率系数的垂线分布呈倒“S”形。同时，本文归纳出含植物河流流速垂线分布经验公式．该公式可进一步运用到实际河流中。     

管道水流的水头损失系数

管道的水头损失直接影响水管和水泵尺寸的确定,也就是管网的水力平衡。所有沿程水头损失计算公式,在估算水管内壁糙率时都有误差。对于一定材料一定管径和流量的管道的阻力系数,不同的方程式可以估算出不同的沿程水头损失。在复杂管道网络系统中,方程式或系数的小误差的累积,使各个管子水头损失或流量的计算值产生较大的误差。本文提出了三个广泛应用于管道摩阻方程摩阻系数有关的解决水头损失计算误差的数学关系式和诺模图。对象聚氯乙烯和铸铁管道来说,用Hazen—Willians(H—W)和Manning(Mn)公式得的水头损失与Darcy—Weisbach(D—W)得的水头损失相同。还介绍了摩阻系数随直径和水流条件而变化的情况,并讨论了运用计算机计算变化的沿程损失系数问题。     

城市再生水利用输水形式分析研究

近年来再生水已经成为北京市水资源的重要组成部分。为了保证再生水利用输水方案合理可行,安全可靠,文中以永定河再生水供水北线工程为例,首先通过大量的调研、实地踏勘,充分了解工程区间情况,完成了明渠输水和管道输水方案,并对两方案工程内容、湿地方案、工程投资、工程实施难度、水质水量保障、水环境和原有工程功能影响分析、工程管理及汛期输水保障等方面进行了详细的分析研究。经比选,虽然明渠方案具有增加沿线河道水面,改善区域生态环境的优点,但存在对北京市自来水第三水厂水源地造成水质污染风险,与区域蓄滞洪功能矛盾,汛期输水调度管理难度大,工程投资高等问题,因此推荐采用管道输水方案。本文提出的再生水明渠输水和管道输水形式的分析论证可供类似城市再生水利用输水方式的选择参考。     

调节阀在长距离输水工程消能调流中的应用

结合北京市已建的长距离重力输水工程,介绍了调节阀的设计选用情况,论述了设置消能调流设施可有效防护水锤保障输水管路安全,并对管道工作压力进行合理分段,分析了常规措施与采用调节阀消能调流的优缺点,阐述了调节阀的应用现状和选用技术要求。采用特征线法进行数学模拟计算,通过计算分析结果表明,调节阀可方便地调减流量,消减富余水头防护水锤并节约投资。     

基于节点的长距离输水系统网络结构抗毁性测度

为量化长距离输水系统网络结构抗毁性,根据输水系统拓扑网络特征,分析输水节点结构重要性与网络结构抗毁性的耦联关系;从节点中心位置、节点被并行中心节点替代程度两个维度,刻画输水系统节点位置对网络结构抗毁性的影响,建立耦合中心性、容毁性的节点结构重要性表达;通过计算平均节点结构重要度,确定节点对系统破坏贡献程度,分析节点结构重要度离散水平,综合表达输水系统网络结构抗毁性。工程案例表明:处在中心且不可替代的节点最重要,对网络结构抗毁性影响最大,应重点监控并优化;节点结构重要度分布越离散,网络结构抗毁性越低。该方法可为从长距离输水网络结构视角分析其系统可靠性提供定量测度手段。     

天堂水库输水设施改建工程设计

针对天堂水库输水设施存在的漏水、老化及运行管理落后、操作不便等问题,结合工程地位条件对输水设施进行改建设计,实施后,解决了工程病险问题.     

南水北调东线工程输水系统运行风险研究

南水北调东线工程输水系统涉及堤防漫堤、渗透和失稳三种失事模式。分析了输水系统的风险机制,识别出系统的风险来自外来荷载、内部结构、运行管理等三方面,参考我国大坝安全评价和堤防工程设计规范等,建立了风险评价基准。采用层次-模糊分析法计算了输水河道运行综合风险概率;以河段长度为参数,通过聚类分析,得出了输水河道失事后果等级。在此基础上,根据风险评价基准,算出了各输水河道的风险等级。结果表明:高水河风险为低,中运河、胶东输水干线风险为中等,里运河等8段输水河道风险为较低。     

渠道水利用因数的主要影响因素分析

通过对影响渠道水利用因数大小的各种因素分析，提出除渠道的衬砌类型、土壤特性、地下水埋深、流量等对渠道水渗漏损失影响较大外，填挖方、渠道分级、灌区规模、工程老化情况及施工质量等也是影响渠道水利用因数大小的主要因素的论点。     

大伙房水库输水工程可调水量分析

浑江流域人均水资源占有量为4216m^3，每公顷水资源占有量为7.42万m^3，是水资源较为丰富的流域，可以考虑实施大伙房水库输水工程，把浑江丰富的水资源调往辽河中下游缺水地区。     

穆棱市团结水库输水洞进口建筑物的剥蚀处理

对水库输水洞进口的剥蚀破坏原因和机理进行了分析，并介绍了应用新材料进行剥蚀处理的方法和工艺流程。     

ABAQUS在输水隧洞衬砌结构计算中的应用

为研究输水隧洞在地震荷载作用下结构的受力变形规律,文章采用大型有限元软件ABAQUS,对输水隧洞在设计和地震两种工况下的应力及变形规律进行分析研究,得到以下结果:输水隧洞衬砌结构在两种工况下应力最大值均位于边墙与底板的交接位置,在交接处由于结构突变产生了应力集中,结构位移在底板的跨中位置最大,其次是顶拱位置,在边墙两侧呈对称分布;在地震荷载作用下,隧洞结构应力及变形情况均大于设计工况,在底板、边墙及拱顶交接处产生塑性变形并发生破坏,并向周围扩散,在设计中应在底板、边墙及拱顶交接处采取一定的措施来防止结构破坏。结果表明,有限元ABAQUS在隧洞衬砌结构计算中准确性高,设计成果符合工程实际情况。     

单管输水压力值计算方法对比

南水北调中线工程全线通水后,在事故情况下需将PCCP管道切换到单管运行,可能造成管道局部压力变幅大,对管道造成破坏。选取PCCP管道沿线连通井和调压池为控制断面,应用恒定总流能量方程计算,将计算压力值与现场监测数据进行对比,偏差较小,能够满足现场监测要求,可为单管运行状况下的管道压力计算提供可靠的方法。