水源地取水泵站水流流态数值模拟与改善

为解决取水泵站预沉池内水流流态紊乱、曝气池及前池存在大面积回流区及旋涡等问题, 针对某一具体水源 地取水泵站, 基于三维不可压缩流体的有限体积法和标准 k2E 湍流模型, 采用 ANSYS CFX 软件对该泵站预沉池、 曝气池及前池进行数值模拟计算。通过对计算结果进行后处理, 分析了取水泵站所选横断面水流流态、流速云图以 及压力云图。在原方案基础上通过对曝气池廊道转角处设置倒圆角、廊道转角内设置/ U0 形导流墙与 1/ 4 弧形导 流墙、前池内设置八字形导流墩及泵机组间设隔墩来对泵站进行优化。优化后改进方案与原方案相比, 廊道转角处 脱流、回流现象得到改善, 曝气池及前池内大范围回流区域消失, 泵站整体水流不存在明显的不良流态。该研究成 果对于优化内水流流态, 预防泥沙沉淀, 提高泵站运行稳定性、高效性、安全性有一定的指导意义。     

区域水资源合理配置的 模糊模式识别-模糊层次分析法的熵耦合模型

为确定区域水资源合理配置各评价指标的权重、有效处理区域水资源分配过程中的模糊性和随机性,提出了基于信息熵原理的模糊模式识别模型与基于加速遗传算法的模糊层次分析法相耦合,进行各子区域水资源量合理配置的新模型(EFPR-FAHP)。结果说明:用EFPR-FAHP进行水资源合理配置,数学物理概念明确,方法简明、通用,计算结果客观、合理,在区域水资源和环境管理中具有推广应用价值。     

考虑禁锢空气影响的层状土壤Green-Ampt入渗模型及试验验证

为考虑土壤孔隙中禁锢空气对入渗水流的阻滞作用,引入饱和度系数Sa（Sa小于1）来量化湿润区的饱和程度,建立了改进的层状土壤Green-Ampt入渗模型（MGAM）,并提出了由土壤物理特性参数估算Sa的计算公式。为检验MGAM的适用性,分别在室内长土柱和田间进行层状土壤的积水入渗试验,并采用MGAM、传统的Green-A...     

动态规划模型在灌溉泵站群布局优化中的应用

针对具有耦合约束的多维动态规划模型提出了一种改进的递推方法,即改变相应各阶段对应状态变量的离散范围,以达到降维的目的。以灌溉泵站群总能耗最小为目标函数,以农田灌溉和河道引水能力为约束条件,对动态规划模型进行了求解,确定开机灌溉的泵站组合,并据此对灌溉泵站群及配套渠系的布局进行了调整。结果显示,采用此方法布局的泵站群,既能满足农田灌溉供水及河道最小生态流量的要求,又能使整个泵站群的耗能率最小。     

基于ESMD-FE-AJSO-LSTM算法的水闸深基坑变形预测

水闸深基坑开挖变形具有明显的非线性和非稳定性特征,基于此,引入极点对称模态分解算法（extremepoint symmetric mode decomposition method,ESMD）对水闸深基坑开挖变形原型监测序列进行多模态分解,并基于模糊熵（fuzzy entropy, FE）理论对各分解分量进行模糊多模态相空间重构,从而有效甄别水闸基坑变形不同时间尺度有效物理特征。构建基于人工水母搜索算法（artificial jellyfish search optimizer,AJSO）优化的长短期记忆（long short-term memory,LSTM）人工神经网络模型,以重构后的各重构子序列为基础进行优化训练,并把训练后的各预测模态分量合并,实现对水闸基坑开挖变形动态预测和分析。以张家港市十一圩江边枢纽改建工程基坑开挖变形监测为例,采用上述方法对该枢纽工程基坑开挖过程变形进行预测和分析。结果表明：基于ESMD-FE-AJSOLSTM算法的水闸深基坑变形预测方法能够有效预测基坑开挖变形非线性特征,相比传统LSTM、循环神经网络（recurrent neural network,...     

非对称运行西河泵站前池试验分析

为明确西河泵站非对称机组运行时前池的流态特征,基于物理模型试验的方法对西河泵站的前池及进水流道进行整体物理模型试验,共获取4种不同开机方案时西河泵站前池的流场和速度分布规律,并采用计算流体动力学技术对最低水位时8台机组全开的方案进行数值分析。结果表明：在0.75负荷排涝时,非对称机组运行方案2的前池两侧有微弱旋流,开机方案3和开机方案4前池流态均平稳,开机方案3泵站进口断面的底流速分布均匀度为78.2%;推荐两侧边机组和中间机组各2台开机运行;在全负荷排涝流量且最低水位时,机组全开时两边机组流道进口的水力性能指标最低,在实际运行时应注意两侧边机组运行的安全稳定性。研究成果可为西河泵站的实际运行管理提供一定的参考。     

苏北平原河网区典型农村中小河流水体氮磷赋存特征

以苏北平原河网区的盐城市射阳县某个典型圩区(面积12.73km2)为例,通过连续15个月对圩区内沟渠河流水体采样分析,研究苏北平原河网区中小河流地表水氮磷赋存特征。结果表明:研究区域中小河流水体氮磷超标严重,水体处于富营养化状态。所有水样品总氮质量浓度均超过GB 3838—2002《地表水Ⅲ类水质标准》(ρ=1.0 mg/L),79%的总氮质量浓度超过Ⅴ类水质标准(ρ=2.0 mg/L);73%的总磷质量浓度超过Ⅲ类水体标准(ρ=0.2 mg/L),39%的样品超过Ⅴ类水质标准。地表水氮素和磷素主要以溶解态形式存在;硝态氮是溶解态总氮主要赋存形态,相应的比例约为60%,铵态氮比例最少,约为10%;溶解态活性磷是溶解态磷素主要赋存形态,约为80%。畜禽养殖相对集中区域地表水氮素和磷素浓度高于其他区域;中沟、干渠等小型河流水体在夏季存在水质分层现象。     

基于楔入劈拉测试方法的全级配大坝混凝土裂缝扩展试验研究

为了研究全级配大坝混凝土裂缝扩展机理,针对3组不同缝高比的全级配大坝混凝土带缺口立方体试件开展了楔入劈拉试验,同时采用数字图像相关方法测量试件表面位移。结果表明：峰值荷载随着初始缝高比的增大而减小。虚拟裂缝长度在裂缝尖端位移达到临界值时达到最大,且随着初始缝高比的增大而减小。宏观裂缝扩展速度和有效裂缝长度随着初始缝高比的增大而减小。有效裂缝长度随着骨料粒径增加而增加,且增长倍数随骨料粒径和试件有效高度的增大而增大。     

植物修复技术在水环境污染控制中的应用

综述了国内外植物修复的研究进展,阐述了植物修复主要类型及机理。给出多种主要植物的修复特性。分别对重金属,无机营养元素N、P以及有机污染物的植物修复进行论述,认为凤眼莲、水花生和芦苇等水生植物对无机营养元素的修复具有综合功效,植物修复对残余农药、多环芳烃和硝基芳香化合物的治理效果显著。     

曝气生物滤池降解规律试验研究

提出叶片可调单机组日运行优化动态规划数学模型,以耗电费用最少为目标函数,峰谷电价与站下水位变幅过程划分阶段变量,各阶段开机水泵的叶片安放角为决策变量,规定时段内的抽水量为约束条件。以受长江潮汐影响的江都四站为例进行计算,结果表明:(1)在典型潮位过程、设计日均扬程、机组满负荷工作时,叶片可调单机组日运行优化结果与叶片安放角维持原设计安放角相比可节省电费5. 24%;叶片安放最优角度与峰谷电价相关,峰电时为－ 4°,非峰谷与谷电时为+ 2°。(2)在潮型不变情况下,日均扬程分别为4. 8、5. 8、6. 8、7. 8 和8. 3m 时,叶片全调节运行方式与叶片维持原设计安放角相比,可节省费用在3. 4% ～ 6. 2%之间,平均节省费用4. 45%,单位提水费用平均下降4. 55%。