基于水力模型的排水系统防涝应急调度预案制定

为提高排水系统遭遇暴雨灾害时的应急调度处置能力,同时尽量减少降雨放江带来的面源污染,以上海市中心城区肇嘉浜和鲁班排水系统为例,针对气象暴雨蓝、黄、橙、红四色预警等级,以排水管网水力模型为研究工具,在分析污水干线系统外排能力、排水系统管道调蓄能力、系统预降水位、开泵水位等关键因素的基础上,研究制定了排水系统防涝应急调度预案。结果表明,在蓝色预警情况下,按照建议的调度方式可完全保障地区防汛安全,并减少泵站放江;在黄色和橙色预警情况下,鲁班排水系统没有积水风险,肇嘉浜排水系统低洼地区(低于2.5 m)存在一定的积水风险;在红色预警情况下,两个排水系统的低洼地带(低于2.9 m)都存在一定的积水风险,需要提前做好抢险避险等应急处置措施。     

城市排水管网系统运行现状分析研究实例

以陕西榆林高新区为例,对排水系统目前存在的积水问题进行了分析。指出污水管道过水能力的减小与管壁粗糙系数和有效管径的变化有关;雨水管道规划年设计流量的增大与径流系数和设计重现期的选取有关。并校核了管网的过水能力,查找出超载管段,为下一步排水管网改扩建提供了依据。     

通气立管管径对副通气立管排水系统通水能力的影响

对副通气立管排水系统进行了不同通气立管管径(DN100、DN75、DN50)的对比试验,分别测定系统的最大通水能力,并观测了各个楼层的压力波动、水封损失、排水系统通气量变化。结果表明,通气立管管径越大,副通气立管排水系统的通水能力越强,3种管径下系统的最大排水流量分别为17.0、14.0、7.5 L/s,说明副通气立管排水系统具有较大的通水能力;当通气立管管径为DN75时,副通气立管排水系统就可以满足《建筑给水排水设计标准》(GB 50015—2019)中高层建筑最大排水流量10 L/s的要求。     

内螺旋管单立管排水系统横干管输送污物能力研究

在超高层足尺试验塔上,研究内螺旋管单立管排水系统的横干管对模拟污物的输送能力。试验结果表明,管径为DN100的排水横干管对模拟污物的输送能力受管道坡度的影响较大,在相似坡度下,管径为DN150的排水横干管对模拟污物的输送能力较好,并且系统1层横支管内压力受到的影响较小。     

基于SWMM模型分析的城市积水区改造

以镇江市京口路、学府路积水区为例,通过现场踏勘,搜集、实测现状管网资料,利用镇江市新修订的暴雨强度公式对现状管网进行校核。以SWMM模型为模拟平台,结合不同重现期降雨过程对研究区域排水系统进行模拟,分析现状及改造方案在不同暴雨重现期下,排水管网的承载能力、积水点位置、积水深度和积水时间。该积水区排水系统经改造后,能够改善区域积水状况,并能够有效应对高强超频暴雨。     

巨型城市内涝片区排水管网排水能力分析评估研究

暴雨与内涝是我国城市遇到的普遍问题,管网病害是导致城市内涝的重要因素。为了评估排水管网对城市内涝的的影响,本文以广州市一典型内涝区作为研究对象,采用SWMM模型,将研究区内排水系统进行概化,模拟不同强度暴雨情景下的节点积水和管渠过流量。模拟了管道不同病害情形下的内涝情景,考察不同强度雨量下内涝点数量、积水程度和管网负荷。研究表明内涝的原因是原有管道设计标准偏低、淤积和管道堵塞。对排水管实施清淤、局部加大管径后,可基本防治1年一遇暴雨,显著改善3~5年一遇暴雨的排水状况。     

合流制排水方式对排水立管排水能力的影响研究

在34层高度的试验塔上,首次采用定流量和瞬间流合流排水方式,瞬间流发生器定为3个,考察定流量排水选择的不同流量及其在不同排水系统中所产生的压力,探究压力与流量之间的关系,得出合流制排水方式下系统相应的排水能力,并进行多角度分析比较,由于管道系统内流量在大部分时间内都是一个定值,所以采用的判定标准为定流量标准。结果表明:DN110×DN110专用通气(结合管每层接)系统的排水能力明显优于DN110伸顶通气系统,且整个管道系统内的压力波动也明显小于DN110伸顶通气系统;DN110伸顶通气系统的排水能力略大于我国《建筑给水排水设计规范》(GB 50015—2009)中相应最大设计排水能力值,而DN110×DN110专用通气(结合管每层接)系统排水能力则略小于其相应的最大设计排水能力值。     

管网缺陷对城市排水系统模拟结果的影响

排水管网作为排水系统的核心部分,长期以来由于受重视程度不够,存在着诸多缺陷和问题。闭路电视(CCTV)检测技术可以快速、直观定位管道内部缺陷,提供准确的基础影像,快速反映排水管网运行状态,为管道修复、养护、改造提供依据。基于管网缺陷对应的模型表达方法,采用城市综合流域模型(InfoWorks ICM)模拟分析管网缺陷对城市排水系统的影响。结果表明,排水管网受沉积和腐蚀等缺陷影响,排水能力不满足1年一遇的管道增加了7.4%,满足3年一遇的管道减少了2.8%。在3年一遇2 h的设计降雨条件下,积水范围比管网无缺陷时增大了13.8%。因此,在模型构建过程中应充分考虑管网缺陷对城市排水系统运行带来的影响,从而为确定管网修复优先等级以及改造等提供依据。     

水力模型用于提高雨水系统防汛能力的研究

利用排水系统模型对上海已建的平阳、平吉雨水系统进行客观、全面的分析.从地区防汛角度,评估按一年一遇标准设计建设排水系统的暴雨积水风险,运用二维地表漫溢模型定量分析了积水范围、历时等地表积水特性,并研究了降雨过程强度、系统管道动态水力特性、泵站运行等系统相关要素,提出了优化泵站日常运行模式思路,进一步评估了在优化泵站运行工况条件下,系统实际可承受的降雨强度与负荷,提出了应对超标准降雨、减缓系统积水风险的泵站运行建议,为防汛调度提供决策支持.     

采用瞬间流法的自循环与双立管系统排水能力研究

在34层高度的试验塔上,采用瞬间流发生器排水,考察自循环排水系统和双立管(主副通气+环形通气)排水系统中流量与压力的关系,从而得出各系统在瞬间流排水时所对应的排水能力。结果表明:瞬间流排水时,对于自循环系统和双立管(主副通气+环形通气)系统,系统内最大负压基本发生在系统顶层,最大正压基本出现在中间层。管径布置方式相同时,各系统瞬间流测试的排水能力为:主副通气+环形通气﹥自循环环形通气﹥自循环专用通气,且均小于现行规范值;采用同一系统不同排水立管管径时,排水能力为:DN110×DN110DN125×DN110。     

基于SWMM的昆明市船房片区合流制排水系统模拟

为了预防昆明市城市道路积水等情况,采用城市暴雨洪水管理模型(SWMM)建立了昆明市主城区船房河流域合流制排水管网模型。在对污水排放流量及方式进行监测的基础上,引入居民区、商场、学校和宾馆四种不同用水类型,通过对昆明市两场典型降雨进行模拟,分析其在污水入流、雨水入流、时间峰值三者叠加共同作用下对合流制排水管网的影响。结果表明,两个出水口的流量模拟结果与监测数据的吻合性均较好,Nash-Sutcliffe效率系数为0.71～0.82,模型能模拟合流制排水管网的运行状态,分析系统的瓶颈节点和限制性管道,为制定排水管网系统的改造策略提供了科学参考。     

DN150铸铁伸顶通气系统排水能力测试

在超高层足尺试验塔上,设置两种不同高度的排水系统,分别采用定流量法与瞬间流量法,考察DN150铸铁伸顶通气系统内的压力分布情况,探究压力与流量之间的相关性,最终确定排水系统高度与通水能力之间的关系。结果表明,在定流量法中,超高层排水系统的排水能力小于小高层排水系统;在瞬间流量法中,超高层排水系统与小高层排水系统的排水能力基本相同。     

真空排水系统动力学特征及其优化设计方法

真空排水系统是一种新型非重力排水系统,对于解决一些特殊条件下的排水问题具有显著优势。通过搭建真空排水系统试验平台,实现了真空排水系统的稳定运行,研究了真空排水系统的动力特征,同时结合计算机模拟结果,提出广泛适用的真空排水系统动力学特征方程组,对真空排水过程动力学关键参数的选择和优化进行了探索,并在此基础上总结提出了系统优化设计方法,成功应用于实际真空排水系统工程的设计。     

北京城市雨水管道中沉积物的状况调查与分析

雨水管道内的沉积现象不仅削弱了管道的排水能力,而且沉积的污染物还会对管道造成腐蚀,或在降雨时随径流排至受纳水体从而对其造成严重污染.对北京城区部分雨水检查井连接雨水管道内沉积物的沉积状况进行调研与分析,讨论了沉积状况的主要影响因素.结果表明,调研区域雨水排放管道内沉积现象普遍存在,且沉积量随管道管径的增加而增大.此外,不同材质管道内的沉积量也存在明显差异.该调研结果可为城市排水系统的管理提供参考,为城市水体污染控制提供一定的依据.     

采用瞬间流法的伸顶通气排水系统排水能力测试

在34层高度的试验塔上,采用瞬间流发生器排水,考察不同排水流量在各伸顶通气排水系统中所产生的压力,探究压力与流量之间的关系,得出在瞬间流排水时系统相应的排水能力,并进行了多角度的分析比较。结果表明,各伸顶通气排水系统的瞬间流排水能力均随排水流量和排水器具个数的增加而增加,且各专用通气系统瞬间流测试的排水能力大小排序为:DN150DN125DN110斜三通DN110DN75。     

城市综合管廊真空排水系统模型试验及设计技术研究

针对目前地下综合管廊常规排水方式由于集水坑内长期无水,潜水泵长期不运行而导致其故障率高、使用寿命降低的问题,研究采用真空排水方式解决常规低点设置集水坑和潜水泵排水方式存在的问题,从而降低整个排水系统的工程投资,减少潜水泵后期检修维护工作量,大大提高管廊内排水系统的可靠性。通过建立地下综合管廊真空排水系统试验模型,模拟不同条件下真空排水系统运行工况,得出综合管廊真空排水系统的适用条件(包括系统最大高差、高差允许范围内的最大服务距离、集水能力或最大排水量、排水水质等)和相关设计要点(包括真空管路、真空泵站和真空收集箱等),以及系统最优设计参数(包括真空管路、真空泵站和真空收集箱等)。     

定流量或瞬间流排水的排水能力测试对比研究

在34层高度的试验塔上,分别采用定流量排水和瞬间流排水,得出不同排水方式下各排水系统相应的排水能力,并与规范值比较。结果表明:各系统排水能力瞬间流测试值与我国2009年版《建筑给水排水设计规范》(GB 50015—2003)的规范值变化趋势接近,排水能力由高到低排序为:规范值﹥瞬间流测试值﹥定流量测试值,且排水系统的高层排水区域与中低层排水区域的排水能力衰减率不同。     

采用瞬间流法的特殊单立管排水系统排水能力研究

在34层高度的试验塔上,采用瞬间流发生器排水,考察不同排水流量在各特殊单立管排水系统中所产生的压力,探究压力与流量之间的关系,得出在瞬间流排水时系统相应的排水能力,并进行多角度分析比较。结果表明:苏维托系统排水能力明显优于DN110内螺旋+加强型旋流器系统、DN110内螺旋+普通型旋流器系统,且整个管道系统内的压力波动也明显小于另外两套系统;DN110内螺旋+普通型以及DN110内螺旋+加强型系统的排水能力明显小于我国《建筑给水排水设计规范》(GB 50015—2009)中相应最大设计排水能力值。     

新版《室外排水设计规范》对上海排水系统设计的影响

新版《室外排水设计规范》(GB 50014—2006,2014年版)的实施对排水系统的建设标准和设计方法提出了新要求。针对上海市降雨特点和排水设施现状,探讨了新版规范对上海市排水系统设计的影响。实施新版规范使得上海市排水系统的设计流量明显增大,这主要由标准的提高和折减系数m的取消引起。基于四平排水系统,对比推理公式法和数学模型法计算雨水量,发现数学模型法计算雨水量更符合产汇流规律和管道实际过流状态,设计管道更合理。上海市排水系统提标改造应注重采用新理念和技术,以数学模型为手段,增强排水系统设计的科学性。     

谈真空排水技术

介绍了真空排水系统的组成和工作原理,阐述了真空排水相比传统重力排水系统的特点,总结了该系统在实际施工时需要注意的问题,指出真空排水系统具有广阔的发展前景。