沉螺池阻螺措施优化试验研究

沉螺池是应用钉螺沉降、起动原理设计的水利阻螺设施,是涵闸引水阻螺的关键措施之一,可在阻止钉螺通过涵闸扩散上发挥重要的作用。近20 a的运行实践表明：沉螺池也存在一些问题,主要包括拦螺网的阻塞和拦螺墙的布置等。为此,利用水槽试验进行了研究。结果表明：沉螺池内设置一道拦螺墙加集螺槽的方案效果较好,拦螺墙应布置在沉螺池的上段,以布置在水流进入沉螺池通过过渡段后扩散基本均匀处为原则,拦螺墙等辅助设施设计时应尽量减少对水流的干扰。     

涵闸及渠道引水灭螺工程措施研究

血吸虫病是一种寄生虫病,钉螺的迁移和扩散,是造成血吸虫病蔓延、传播的主要途径.分析了钉螺的几何特征和生态特性,研究钉螺输移扩散特点和水动力特性,分析传统沉螺池和进口中层取水工程灭螺措施的优缺点,提出了新的沉螺池中层取水结构型式,针对钉螺借助于水流的3种扩散方式分别采取相应工程措施.通过4级拦漂措施,截断幼螺自身悬漂和成螺附着于漂浮物的水面输送扩散途径,通过3级消能降低流速使水中悬移方式扩散的钉螺自然下沉至沉螺池内,设置3道水中拦螺底槛拦截水底推移的钉螺.     

旋流排螺模型初步试验研究

一些传统的水利血防措施(沉螺池、中层取水等)受多种条件的制约,工程效益难以充分发挥,研究新的水利血防措施势在必行。本研究借鉴旋流排沙的原理,研制了旋流排螺模型,并通过模型试验研究装置内的水流特性及排螺效果。结果表明:流量增大,流速以及紊动强度也随之增大;切向流速的径向分布中,靠近边壁的流速较大;在测流垂线上,切向流速分布中则以表层流速为最大;隔板对水流挤压使得在隔板边缘出现较大的轴向流速;模型内缘的径向流速比外缘径向流速更大。轴向紊动强度的分布为中上层大、底层小。在试验流量下,投入一定数量的钉螺,观测到模型排螺率达100%,表明旋流排螺技术是一种行之有效的排螺工程措施。     

近闸布置斜向进流泵站进水流态及改善措施试验研究

靠近已建水闸新建的排涝泵站工程布置一般均偏置与河道主流一侧,受场地限制引渠长度及转弯半径往往无法满足规范要求,造成泵站进流不均,影响泵站正常运行。通过宁波市印洪碶泵站模型试验,分析"斜向进水"泵站进水建筑物进水流态及其改善措施。实验研究表明:其不良流态表现为新开河段凹岸侧回流和右侧翼墙后的绕流;独立进水池的隔墩约束导顺作用可有效改善泵站进水横向流速分布不均问题;采用减小引渠扩散角、采用直立岸墙断面代替直立+斜坡断面与前池平顺连接可有效消除前池入口左侧回流区。     

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。     

水利血防工程-沉螺池阻螺效果定量评价

为研究沉螺池阻螺效果,2007~2010年在长江中下游5省疫区引水洲滩设置了10处沉螺池螺情变化跟踪监测点。通过5 a的螺情跟踪监测和研究,在国内首先提出典型水利血防工程——沉螺池防螺效果定量评价指标及评价方法,并取得了有意义成果。评价结果认为,沉螺池对阻止钉螺扩散有一定效果,但要取得更大成果,还必须配合沉螺池下游灭螺、沟渠硬化、沉螺池清淤等措施。     

钉螺扩散方式及防止钉螺扩散工程研究

在利用涵闸引水灌溉时,将可能导致垸外钉螺进入灌渠,引起血吸虫病疫情蔓延。钉螺主要靠粘附于枯枝残叶等飘浮物上随水漂流,以及靠其自身特殊功能倒悬于水面随水漂流。试验表明:当流速大于0.6m/s 时,钉螺即失去吸附作用,并随水进入涵闸,以推移形式在渠道内扩散。根据水流输送钉螺的特点,提出了沉螺池及设置拦网的防螺措施,其主要作用为降低流速而使钉螺沉淀,至于粘附于漂浮物上的钉螺,则被拦网拦截于池内。在涵闸停止引水期间,即可将池内钉螺杀灭。     

闸站结合泵站前池流态优化

为了优化闸站结合泵站运行时的前池流态,消除不良流态的影响,采用物理模型试验和数值模拟相结合的方法,分析了不良流态发生的原因。提出了多种优化整流方案,研究了其整流效果,构建了由带通水孔的导流墙、Y型导流墩和沿流向导流坎所形成的组合式整流措施。数值模拟发现,带通水孔的导流墙能够有效缩小并上移导流墙后回流区,再借助Y型导流墩和沿流向导流坎的整流作用,能使前池水流均匀顺直地进入进水池,较好地解决了因横向流速产生的偏流问题。研究结果表明,该组合式整流措施使得进水流道进口流速均匀度由86.30%提高到了93.46%,进水池两侧轴向流速偏差度由原来的12.63%下降为3.47%,整流效果显著。研究成果可为类似泵站工程流态改善提供参考。     

旋流排螺装置内水流特性数值模拟

旋流排螺装置借鉴旋流排沙的原理,通过装置内产生的螺旋流使水和钉螺分离。为了探明装置内水螺分离机理,必须研究其流场全面图景。采用雷诺应力模型(RSM),结合流体体积函数(VOF)方法对旋流排螺装置的水气两相流进行三维数值模拟研究,并分析研究二次流分布特性。计算的自由水面和三维流速分布均与试验结果吻合较好。计算结果表明:切向流速分布呈现强迫涡特征,流速随半径的减小而减小;隔板能够抑制边壁处向上运动的水流、减弱携钉螺溢出的二次环流,对钉螺的有效排除有着关键作用。研究成果可为控制涵闸渠道钉螺扩散,改进旋流排螺装置提供技术技撑。     

分水导流墙在城镇泵站侧向进水间的应用

城镇泵站侧向进水间水流流态紊乱,影响水泵性能,给泵站运行带来影响。应用大型商业软件建立侧向进水间水流三维数学模型,采用CFD数值模拟方法分析。结果表明,侧向进水间设置分水导流墙,1#进水间水流流态得到较大改善,回流消失;2#进水间特征断面流速分布均匀度值较变小;设置单一整流措施仍达不到水力最优要求。     

中层取水防螺措施优化试验研究

中层取水是防止钉螺通过涵闸引水扩散的主要工程措施之一,在长江流域血吸虫病疫区得到了较广泛的应用;但在实际应用过程中存在着一定的问题。影响阻螺效率的主要问题是取水口容易形成漩涡,吸入水体表面漂浮物,从而带进钉螺。应用理论分析和概化模型试验对取水口漩涡形成机理和特征及消涡措施进行了研究,提出了简单易行有效的消涡措施。研究结果表明：漩涡发生在取水口上方与垂直方向夹角30度的区域,横向消涡梁是一种简单易行有效的消涡措施。     

网箱截螺技术试验研究

拦网防止钉螺扩散的方法存在着网孔易很快被河流中的漂浮物堆积,影响河渠的泄流能力,需经常清理或更换的缺点,给实际工程中的管理运行造成了不便。针对此问题,提出改进拦网通过网箱截螺的方法。通过模型试验研究,对比急流、缓流水流条件下的网箱对钉螺载体的拦截效果,研究发现网箱拦网式截螺法具有较好的拦截钉螺载体效果,既有防止钉螺扩散的作用,同时又有“堵而不死”的特点,不会堵塞河渠,使河渠基本上保持畅通。初步验证了该方法的可行性。     

血吸虫对长江流域生态环境影响及对策

近年来长江流域血吸虫病疫情出现反复,钉螺扩散加速,急性感染明显增加,血防形势相当严峻。对此,提出了结合水利工程建设,抑制钉螺孳生环境、修建沉螺池或拦螺设施等措施,阻止钉螺扩散,同时提出了“疫区优先治水,治水结合灭螺”的综合治理原则,并建议在疫区新建或加固改造水利工程时,必须将血防设施建设纳入项目建设内容。     

水中钉螺迁移扩散的研究进展及展望

血吸虫病是一种严重危害人类健康且分布范围最广的慢性寄生虫病,主要流行于亚、非、拉美的73个国家,患病人数约2亿。钉螺作为日本血吸虫唯一的中间宿主,其迁移扩散对血吸虫病的蔓延起了根本性的作用。研究水中钉螺的迁移扩散对控制血吸虫病流行极为重要。通过大量收集和充分理解前人的工作成果,对钉螺的生存环境及影响因素、迁移扩散方式、水利工程对钉螺及血吸虫病扩散的影响等方面的研究进展进行归纳和总结,并就水中钉螺迁移扩散尚存的一些问题和未来发展的方向进行了探讨。该工作的完成能够在一定程度上为钉螺及血吸虫病防控工作提供技术支撑和理论指导。     

低雷诺数下的钉螺绕流特征数值模拟

研究钉螺在水流中的运动规律对于控制钉螺扩散具有十分重要的意义。通过开源流体力学计算软件OpenFOAM,使用非结构化的三角形网格拟合钉螺边界,采用有限体积法和PISO算法计算平面无限区域中黏性不可压缩流体下的钉螺绕流运动,模拟了低雷诺数下横向和纵向2种水流条件螺体后方尾流形态变化,详细描述了漩涡脱落过程等现象;对比分析不同条件下钉螺的阻力系数C_D、回流区长度L_w/D、斯特罗哈数St等的区别。研究结果表明:随着雷诺数的增加,钉螺的阻力系数逐渐减小,尾流形态呈现3种不同的形态,初步确定各流态转变的临界雷诺数的范围。该研究可为进一步掌握钉螺扩散规律、改进水利阻螺措施提供理论依据。     

环境变化对钉螺扩散影响规律研究

钉螺扩散是血吸虫病传播的最主要途径。综述了目 前关于环境因素对钉螺生存和扩散影响方面的研究,分析了温度、纬度、高程、水位、土壤 植被等环境要素对钉螺影响的程度。指出生态扩散是钉螺扩散的最基本过程。研究了环境变 化和人类活动对钉螺扩散的影响,并对影响机理进行了初步探讨,结果表明：温度对钉螺扩 散的影响是一个缓慢的过程,研究短时间（几年或几十年）钉螺扩散变化主要考虑洪涝灾害 等因素的影响;洪水对钉螺扩散影响具有两面性,洪水年水位抬高将抑制钉螺的生长,同时 洪涝灾害使钉螺从有螺地区向无螺地区扩散,因此出现洪灾后钉螺数量先减少后增加的现象 。     

凌津滩水库下游钉螺扩散及繁殖的可能性研究

在血吸虫病疫区周围兴建水库，是否会引起钉螺扩散，繁殖而形成新的疫源地，一进是人们十分关心的问题，本文通过对凌津滩水库下游钉螺逆水迁移调查及钉螺在库区环境中生存，繁殖的试验研究，结果表明，水库下游的钉螺沿江向上游传播的可能性极小，钉螺不能在库区扩张和生存繁殖。     

Schistosomiasis in the Weija Lake: A case study of the public health importance of man-made lakes

The Weija lake, located 17 km west of Accra, capital of Ghana, has a shoreline of 48 km. The creation of the Weija lake in 1979 by the Government of Ghana to supply piped water and to support irrigation and fisheries programmes has provided ideal conditions for disease transmission. A survey on schistosomiasis conducted in and around the lake from 1991 to 1992 showed prevalence rates ranging between 25 and 89.4%. Migration of disease-infected fishermen and peasant farmers, flaws in resettlement programmes, changes in the flow rate of water, proliferation of water weeds and conditions favouring the growth and development of host snails were found to be responsible for the increasing incidence of schistosomiasis in the lake basin.     

基于CCHE模型的重力沉沙池水沙数值模拟

为了研究重力沉沙池流量、含沙量与水沙分离效率的关系,借助CCHE软件,建立CCHE2D水沙两相流数学模型,采用混合掺长紊流模型,对重力沉沙池进行数值模拟,得到沉沙池内水流流态、悬移质输移规律以及沉沙池的水沙分离效率,并在前人研究的基础上,进一步对不同流量、含沙量情况下,其流量和含沙量对沉沙池水沙分离效率的影响进行分析。结果表明:当流量在0. 05～0. 30 m~3/s时,随着流量增大,则流速增大,水流挟沙力增大,不利于泥沙沉降,使沉沙池的水沙分离效率降低;改变初始含沙量(5～20 kg/m~3),随着初始含沙量的增大,由于沉淀池尾部回流区存在,使得部分泥沙直接被带入清水池,使得沉沙池水沙分离效率降低。