突扩突跌掺气设施后泄槽底板脉动压力试验研究

有压洞出口后的突扩突跌掺气减蚀设施在水利工程中经常使用。由于水流受边界条件和掺气的影响,其流态和脉动压力往往与普通水槽的情况有很大的不同。通过水工模型试验,对突扩突跌掺气设施后泄槽底板上的脉动压力进行研究,揭示了掺气设施后泄槽底板上不同流动区域的脉动压力特性。从脉动压力的时域过程、均方根值、偏态系数、峰态系数和主频率等多方面得出冲击区、反射区和稳定区脉动压力的特性是不相同的结论。同一流量时,沿流程底板的时均压力都大于脉动压力的均方根值,在冲击区、反射区和稳定区,脉动压力的均方根值分别是同位置时均压力值的约0.5倍、0.6倍和0.7倍。研究成果可为更好地利用突扩突跌掺气设施提供有益的理论和试验依据。     

管井和轻型真空井点组合 在某电厂深基坑降水中的应用

以某电厂翻车机室为研究对象, 针对其深基坑降水降深大, 工期紧等特点, 主要介绍了该工程的工程地质及水 文地质条件, 并且运用管井和轻型真空井点组合降水的方法, 设计了基坑降水处理的施工方案, 确定了降水的各个 参数。实践证明, 管井和轻型真空井点组合应用效果良好, 有效保证了工程的顺利进行, 加快了工程进度, 缩短了工 期。结合实例提出了降水过程中应注意的问题及应对措施。     

浸没式超滤膜工艺应用中几个问题及调整

北京地区3座采用浸没式超滤膜工艺的净水厂在实际运行过程中出现了一些影响工艺运行的现象和问题,其中膜丝材料老化、膜孔变形甚至断丝等现象加剧了初滤水现象,并对出水水质产生了不利影响;膜池污染物富集则一定程度上加剧了膜污染和膜丝间积泥,导致膜组件断丝现象加剧及清洗困难。对于运行而言,低温造成的反冲洗压差增加比产水过程的通量下降和跨膜压差增加的影响更为直接和难以克服。此外,实际运行过程的膜出水中有相当数量的微生物检出,表明仍存在着生物泄漏的风险。     

表面活性剂对气液两相螺旋管流流动特性的影响

为了考察阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对气液两相螺旋管流流动特性的影响,该文用实验研究了不同浓度的SDS溶液体系气液两相螺旋管流的流型转变及压降规律。实验装置为由有机玻璃圆管制成的长2 m内径23 mm的实验段,以SDS水溶液和空气为实验介质,气液相折算流速均为0―2.5 m/s,SDS溶液质量浓度10―90 mg/kg,螺旋流由5种不同型号的金属螺旋叶轮诱导产生。利用直接观察和高速摄像相结合的方法观测流型的变化,并用液柱式压差计测量实验管段上下游间压差,实验在常温常压条件下进行。实验共得到螺旋线状流、螺旋波状分层流、螺旋轴状流、螺旋弥散流4种流型,与未添加表面活性剂体系相比较,并未得到螺旋泡状流和螺旋团状流这两种流型。同时,随着SDS溶液浓度的增大,气液两相螺旋流逐渐向螺旋弥散流流型转变,这是因为低浓度的SDS溶液随着其浓度的增大,气液界面张力逐渐减小,而气液掺混程度则会不断增大。此外,与未添加表面活性剂体系相比较,添加了SDS体系的气液两相螺旋管流压降梯度将会减小。最后,阐述了气液两相螺旋管流强化天然气水合物生成的研究及应用现状,并针对多相流研究现状,提出了气液两相流相间传热特性应成为今后研究热点等建议。     

空气阻力系数对水滴运动及蒸发的影响

应用喷灌条件下水滴的运动、蒸发及分布模型对水滴的飞行时间、飞行距离以及蒸发率进行了预测,并对5种空气阻力系数计算公式 （Bird、Park、Fukui、伊沙叶夫、Wallis） 求得的预测值和实测值进行了比较。结果表明：应用Bird、Wallis、Fukui公式预测的水滴飞行时间与实测值随水滴直径的变化趋势一致,应用Park和伊沙叶夫公式求得的水滴飞行时间预测值与实测值的相对误差最小;5种阻力系数公式均能较准确地预测水滴飞行距离,其中Park公式的预测精度最高;5种阻力系数公式对于单个水滴蒸发率的预测结果与实测值之间的平均相对误差在26.1%~30.2%之间;5种阻力系数公式对总蒸发率的预测影响不明显,预测值与实测值之间的平均相对误差在15.2%~17.5%之间。建议在水滴运动和蒸发计算中采用Park阻力系数公式。     

水平井筒油水变质量分散流动压降研究

针对水平井筒中油水两相变质量流动,从理论和室内实验两个方面对分散流型下压降进行了研究,着重考虑壁面流体的流入对壁面摩阻系数的影响与不同流型间的转换。根据质量守恒、动量守恒方程,建立了水平井油水两相分散流型下压降预测模型。采用水、白油为实验介质,测量了水平管不同注入比、不同含水率下油水两相流压降值。实验结果分析表明,当含水率为40%时,油水发生反相,管道中流动压降最大,这和Brinkman/Roscoe混合黏度公式计算出的反相点一致。同时,压降模型预测结果与实验结果相比较平均相对误差为13.6%。     

三峡库区生态屏障范围界定

为有效保护三峡库区生态环境,应在库区175m淹没线以上建立生态屏障区。本文针对生态屏障的内涵及其具有的功能,提出了具体的生态屏障界定标准并建立了数学模型,提出了生态屏障建设相对适宜度。以忠县洋渡镇作为实例,利用Grid-Xinanjiang产流模型,计算研究区域内各网格单元的产流开始时间;利用网格水滴汇流模型,统计研究区各网格单元到达库区175m淹没线的汇流时间;利用收集到的地形、地貌和土地利用等资料统计研究区各单元的地形起伏、土壤质地、生态屏障投资费用等情况,在此基础上得到了洋渡镇生态屏障建设相对适宜度分布情况。通过计算缓冲区情景与高程情景下不同阈值的生态屏障平均相对适宜度变化曲线,确定了相应情景的生态屏障范围阈值;并通过对比2种阈值的生态屏障范围与适宜度的分布图,认为高程情景优于缓冲区情景。     

水闸底流消能计算公式的分析与改进

以上海市东风西沙水库下游水闸消能设计为例,对水闸消能计算中遇到的问题加以分析后发现,在上游水位不变、过闸单宽流量不变、下游水深较小的情况下,下游水深越小,采用《水闸设计规范》(SL265—2001)中的消能计算公式计算得到的消力池深度反而越小,这与实际情况有较大的出入。通过理论推算,对原计算公式进行了修正,并采用修正后的计算公式进行了消能计算,计算结果与实际情况相符。     

INFLUENCE OF STRUCTURE ON HYDRAULIC CHARACTERISTICS OF T SHAPE FISHWAY

While dams cut off the migratory route of fish, and affect their growth and breeding, fishways are built to restore the connectivity of rivers and facilitate the life cycle of these migratory fish. This paper proposes a new kind of fishway called the "T shape fishway", and studies it by using both numerical simulations and physical experimental methods with the aim to design a fishway in China for migratory fish with swimming and jumping capability much poorer, such as schizothorax davidi and schizothorax prenanti, as compared with migratory fish in other places of the world, like trout and salmon. It is indicated that the range of velocity in each regular pool of the T shape fishway is from 0.42 m/s to 1.22 m/s when the flow discharge Q is 350 L/s, and there are no large vortex zones found there. This study shows that the T shape fishway can meet the requirements of these migratory fish quite well in terms of velocity and flow patterns in China.     

单元嵌套网格产汇流理论

凭借"大数据"可以精细刻画降雨空间分布和下垫面空间变异性的优势,提出了"大数据"背景下考虑降雨空间分布和下垫面空间变异性对流域产汇流影响的计算方法,即单元嵌套网格剖分流域的方法。通过引入"网格水滴"的概念揭示了流域瞬时单位线的物理本质,对由RodriguezIturbe和Valdes所提出R-V地貌瞬时单位线理论进行补充,分析了等流时线法和单位线法的局限性,提出的单元嵌套网格产汇理论既克服了等流时线法和单位线法的缺点,也吸取了它们的优点,为在"大数据"支撑下统一等流时线和单位线法提供了可行性。