多孔并联分段低压输水系统的水力特性和控制

在详细分析多孔并联分段低压输水系统水力特性的基础上，建立了这一输水系统的非恒定流控制方程以及关闸和不关闸条件下的保水堰边界条件。应用所建立的数学模型对南水北调天津干线工程进行了数值模拟计算，得到了运行工况和检修工况下该输水系统的水力特性以及并联空间连通性对水力特性的影响，并提出相应的控制措施。本文还针对输水系统的水力特性，对单联分段低压输水单元的水力振荡方程进行了修正，推导出多孔并联分段输水单元的水流振荡方程和连通式保水堰自由水面的固有振荡频率公式，提出了消除水力共振、缓解输水单元水力振荡的控制条件，为工程设计和运行管理提供技术依据。     

分段低压输水管系水力振荡的动荷载分析

本文将结构动力学思想引入到水流振荡问题中分析来，深入探究了非恒定流调节时，分段低压输水系统水面及流量振荡的机理。并应用仿真计算，证明来水过程即为输水系统相应的动荷载。在此基础上结合信号分析理论研究了来水过程对输水系统水力振荡的影响，采用三角函数方式控制来流，可以实现通过对动荷载的控制来减小输水系统的水力振荡。     

下卧低压长距离输水隧洞水力特性数值模拟及方案比选

长距离输水隧洞线路布置过程中时常遇到缺陷性地层等影响工程安全的不利因素,下卧低压布置法是解决这类问题的一种较优的处置手段。依托某下卧低压长距离输水工程,选取箱涵、分水口、下卧低压洞进出口竖井、下卧低压洞段和部分明流洞段作为研究段,建立三维数值模型,采用RNG k-ε双方程紊流模型结合VOF法开展数值模拟计算,研究下卧低压长距离输水隧洞沿程水力特性分布及变化规律,进行不同隧洞方案比选。研究表明：不同工况下下卧低压隧洞各部位水流衔接均相对平顺,没有出现明满流交替现象,下卧低压洞进出口竖井内的流速分布较为复杂;随着进口竖井直径的增大,隧洞内水气及水面线分布情况变化不大,进口竖井内流速梯度有所降低,出口竖井流速分布变化不大,研究成果可为下卧低压长距离输水隧洞的方案设计提供参考。     

并联输水管道最优流量分配及其应用

针对长距离输水管道水力损失大，耗材量大的特点，本文就并联输水管道，以沿途各分流点的分流流量一定为限制条件，以总水力损失最小为目标，确定分流点从每条管道分流的流量，并解决工程应用问题。本方法对减小输水水力损失，节省管材具有明显效果。     

钢塑复合管在长距离输水工程中的应用

为了对长距离输水工程中常用的各种管材的特点、水力性能、造价等多方面进行综合比较分析,以北京延庆平原区地表水供水工程为设计实例,详细分析了钢塑复合管在长距离输水工程中的水力性能及优势。并介绍了钢塑复合管的分类及其性能特点。结合理论公式推导,得出了长距离输水管材的糙率与管路沿程损失的关系式,最终得出钢塑复合管在继承钢管优点的同时,还具有糙率小、防腐性能优良、水力性能好等优点,可以推荐为长距离输水工程的优选管材。     

长距离输水管道设计中几个问题的探讨

通过对各种管材特点、价格分析,提出管材选择方法及建议;管径选择的具体方法;长距离输水管道工作压力分段选择的经济合理性;防护技术与安全措施,为长距离输水管道的设计提供借鉴和参考.     

掌鸠河引水供水工程输水工艺及水力学设计

针对山区长距离输水工程复杂的地形地质条件,因地之宜的开展了多方案的输水工艺、水力学特性分析和试验研究工作,首次创新地应用了分段压低自动控制输水工艺,成功地解决了常规长距离有压输水工艺和无压输水工艺存在的问题,既满足了城市供水快速、灵活的需要,又节约了投资,缩短了工期,为类似工程积累了经验。     

分段低压输水系统水力振荡特性 分析方法探讨

对现有的分段低压输水系统水力振荡特性分析方法进行了探讨比较,并分析了各种方法的优 缺点。经比较分析可知:传统的特征线法和隐格式法主要用于系统水力振荡的时域分析;U形管模型 法只考虑了水体的刚性,而忽略了水体弹性;压力管道内水体采用精确模型只适用于系统的频域分 析。采用基于水力振动理论的压力管道线弹性模型,是用于分段低压输水系统水力振荡特性分析的新 的研究方法,该方法可对系统同时进行时域分析和频域分析,而且能够较准确地反映压力管道内水体 的高阶振荡特性,相比其他方法更具优越性。     

长距离加压和有压重力输水管道水锤防护分析比较

对调水工程的2种输水管道进行水力过渡过程计算，对比分析长距离加压输水系统和长距离有压重力输水系统的水锤防护措施。分析计算结果可知，长距离加压输水系统产生的最大正压多发生在水泵出口处，而负压多发生在管线连续爬坡处，通过泵后止回阀、空气罐、单向稳压塔、双向稳压塔、空气阀、水击泄放阀等以及组合方式可以进行有效防护；长距离有压重力输水系统水锤防护措施分主动防护和被动防护，主动防护要点为在各种工况下保持水流的平稳流态，被动防护为在末端设置水击泄放阀。     

长距离输水管道水力计算公式的选用

就长距离输水管道的材质、管道口径和衬里等管道特性因素,结合各设计规范的推荐公式进行了对比分析,并根据各水力计算公式的适用范围及限制条件,指出不同管道特性条件可能对水力计算结果造成的影响,建议在大口径长距离输水管道设计中采用对三个紊流区域均适用的柯列勃洛克公式替代海澄威廉公式,以期得到较为安全合理的设计成果。     

低压管道输水节水灌溉技术在石头河灌区的运用

针对低压管道输水节水灌溉技术在石头河灌区的应用,针对自然高差较大,且属清水灌溉,适合低压管道输水灌溉这一特点,从系统设计、设备选型、灌溉管理等方面对低压管道输水节水灌溉技术进行了全面系统的介绍。通过近年的示范推广,证明该项技术具有节水、省地、省工和工程造价低、施工简便、管理方便及工程寿命长、增产效益显著等多种优势。该技术的应用对缓解水资源危机,提高农业生产水利设施条件,改善农业生态环境,增加农民收入发挥了重要作用。     

低压输水技术在多水源农田灌区节水改造中的应用

为提高多水源农田灌区节水效果,将低压输水技术应用到多水源农田灌区节水改造中。以金塔县鸳鸯灌区为改造对象对其多水源农田灌区进行节水改造,首先对工程进行总体布置,然后提出取水工程、渠首工程的设计,最后确定灌水定额与管网设计流量,并进行管材与管径选择以及管道水力计算,完成多水源农田灌区节水改造。实验表明,应用低压输水技术对多水源农田灌区节水改造后,明显减少了输水时间,提高了节水量、灌溉水利用率、灌溉面积达到率与间接效益,证明应用低压输水技术后能够有效提高多水源农田灌区节水改造效果。     

台阶式溢洪道滑行流相对水力特性规律研究

台阶式溢洪道消能效果显著、能大大减小下游消力池的尺寸、节省工程量和投资,但其水流规律复杂。本文对比研究了台阶式溢洪道和同体型的光滑溢洪道,并引入台阶式溢洪道相对流速、相对弗劳德数、相对消能率等3个相对水力参数。通过模型试验,分析了台阶式溢洪道流速、弗劳德数、消能率等常规水力参数及3个相对水力参数沿程变化规律、相对临界水深及溢洪道坡度对常规及相对水力参数的影响。分析结果表明:台阶式溢洪道常规水力参数沿程呈复杂的曲线变化规律,相对临界水深及坡度对常规水力参数的影响亦较为复杂,不便应用;台阶式溢洪道相对水力参数沿程表现出良好的线性相关关系,相关系数平均值为0.9887～0.9944;相对水力参数均随相对临界水深的增大而减小,随溢洪道坡度的增大而增大。通过对台阶式溢洪道相对水力参数沿程线性规律的定量分析,并结合光滑溢洪道成熟的水力计算理论,可为台阶式溢洪道复杂水力特性计算提供新方法。     

河北省农业灌溉工程节水技术效益分析与计算

农业用水占总用水量的70％以上．农业用水对水资源的可持续利用具有巨大的影响。通过对河北省常用的工程节水措施进行分析,低压管道输水技术投资小、适应性强,是目前节水工程中采用较多的一种;渠道防渗投资小,适用于长距离调水的灌渠;微灌具有省水、省工、节能、增产等优点,但投资较大．适用于蔬菜、花卉、药材等产值高、收益好的经济作物;喷灌具有节水、水保、节地、节省劳动力、适应性强的特点．但投资较大,适用于大型农场、果园等经济类作物。通过对不同节水灌溉措施投资和经济效益分析．为节水灌溉工程设计提供科学依据。     

基于SPH方法的阶梯式溢洪道消能特性研究

为了研究阶梯式溢洪道的消能特性,本文通过二维建模的方式,利用光滑质点水动力学方法(SPH)对31阶阶梯式溢洪道的水流进行数值模拟,将模拟值与试验值进行了对比,并针对2种台阶数目和4种单宽流量共计8种工况,对不同工况的阶梯式溢洪道沿程水深、水流流速以及消能率进行了分析。结果表明,31阶阶梯式溢洪道水流的水面深度、流速和压强模拟值与试验值吻合较好;36阶和60阶阶梯式溢洪道沿程水深和水流流速与单宽流量呈正相关趋势,随着单宽流量的增加而增大,且在水流稳定之后,水面深度和流速都会维持在某一个值附近;而阶梯式溢洪道消能率沿程逐渐增大并在最后一级台阶处达到最大值。同时,当溢洪道体型一定,消能率随着单宽流量的减小呈上升趋势,当单宽流量减小至0.1283m2/s,36阶和60阶阶梯式溢洪道的消能率分别达到了83.67%和82.86%。     

溢洪道阶梯陡槽段水面掺气位置试验与计算探讨

外凸型阶梯式消能工是应用于溢洪道陡槽段上的一种新型的辅助消能工。目前溢洪道陡槽段外凸型阶梯式消能工已在水利工程中得到了应用,但对此类型阶梯式消能工水力特性的研究成果仍较少。本文在5种坡度比和不同阶梯体型(包括阶梯高度、阶梯间距等参数)的阶梯陡槽溢洪道水力模型试验研究的基础上,对溢洪道阶梯陡槽段水力特性进行研究探讨,分析了陡槽段坡度比、阶梯跌坎体型参数等对溢洪道陡槽段泄流流态的影响,并将阶梯陡槽段泄流分为光滑水流区和掺气水流区两部分,提出了外凸型阶梯陡槽段水面掺气断面位置和水深的计算公式。本文研究成果可为溢洪道阶梯陡槽段沿程水面线和消能计算提供参考。     

南方季节性缺水灌区旱地节水灌溉技术设备适应性示范研究

南方季节性缺水灌区灌水次数少,建设一套节水灌溉系统加上运行维护管理费用经济效益往往难以体现,但若不建,干旱又造成作物减产甚至绝收.经过节水示范区建设研究认为,南方季节性缺水灌区适宜建立移动式的节水灌溉系统,适宜建设联合运用的小型水利工程及中低压喷灌、移动式机喷、大流道微喷等节水灌溉技术和灌水器.     

台阶式溢洪道渐缩泄槽水深计算方法

通过在溢流面上布置阶梯式台阶加大了溢流面的“表面糙率”,使得消能作用显著,掺气效果良好,因此其工程应用越来越广泛。但由于泄槽形状特殊,台阶、泄槽尺寸组合情况多样,渐缩式泄槽内水流变化更加复杂,给水力研究带来了一定的难度。在实际工程需求的背景下,参照原有昌桑法计算公式和现有模型试验的测量成果,提出了改进系数法。经复核验证:改进系数法得到的台阶式溢洪道渐缩式泄槽各断面计算水深结果与模型试验量测的相应断面的水深结果十分吻合,相对误差不超过5%,表明此方法精度高,可用于计算台阶式溢洪道渐缩式泄槽水深。改进系数法为完善台阶式溢洪道渐缩式泄槽水力特性研究提供了科学依据,对工程应用具有指导意义。