城市雨水资源化问题研究

在深入研究国内外先进雨水资源利用技术的基础上,综合利用城市水利学的理论和观点,本着使城市雨水资源化成为一个系统化的理论与工程相结合的先进科学的目的,探讨了城市雨水资源化的基本方式和过程,提出了城市雨水资源化的原则,归纳了城市雨水资源化问题研究的基本内容,研究城市化和城市雨水资源化与城市水文的关系、城市防洪与雨水资源化的关系、城市雨水资源化规划模型等问题.其结果为城市雨水资源的综合利用、有效地控制城市雨洪和减少雨洪灾害损失提供了研究的思路、方式和方法.     

复合式水力粉碎装置的研究

在现有的高压水射流粉碎技术的基础上,提出了一种新型的复合式水力粉碎装置,并探讨了其粉碎机理。通过试验方法研究了高压水射流功率、研磨介质的填充量和配比、冲击时间等对该装置粉碎能力的影响。结果表明,高压水射流功率对粉碎产品具有决定性影响;研磨介质的填充量和配比影响粉碎效果,研磨介质的填充量存在最佳值;冲击时间越长,粉碎粒度越细,但冲击时间过长则生产效率下降。     

南水北调中线输水渠道系统的仿真研究

南水北调中线工程是一个特大型跨流域调水工程,其总干渠线路长,流量大,分水口门多,控制闸门多,水力学特征复杂。本系统建立了渠道的非恒定流仿真模型,对中线总干渠的输水系统进行了仿真研究和开发,从而为工程设计、运行管理以及安全运行提供了参考和依据。     

小挑角跌坎加浅水垫消力池水力特性试验

为了解决大单宽、低弗劳德数、上下游水位变幅大、运行方式多变的闸坝工程中存在着消力池适应性差、运行方式不灵活的难题,以汉江旬阳水电站工程为例,通过多种消力池消能方案的水力特性对比试验,提出了小挑角跌坎加浅水垫消力池方案.该方案出闸水流经小挑角跌坎调整扩散后,各工况均能在消力池内形成淹没水跃,出池水流平稳、无跌落,与下游衔接自然,消能效果较好,闸门开启运行组合及开启方式灵活.     

水平旋流泄洪洞的综合水力特性

通过模型试验,研究了水平旋流泄洪洞的基本流态、基本水力特性、流速分布与压强分布特性。水平旋流泄洪洞的流态可分为自由流、吸吮流和淹没流三种基本流态,各种水力特性的变化均与流态有关,也具有明显的分区特性。水平旋流洞切向流速沿径向的分布可以看成组合涡分布,轴向流速为最大值靠近壁面一侧的二次曲线分布。流速和壁面压强分布随上下游水位的变化趋势在各种流态下是相同的,但在具体规律上因流态不同而有较大的差异。     

公伯峡水电站旋流泄洪洞空化特性的原型观测与反演模型试验的对比分析

依据公伯峡水电站旋流泄洪洞原型观测和反演模型试验的成果,对此类新型旋流内消能泄洪洞的空化特性进行了对比分析。分析表明:旋流洞起始段收缩环突扩断面上存在空化现象,但其程度并不足以造成壁面的空蚀破坏;原型观测观察到的旋流洞末端的沟槽破坏有可能是空蚀的结果;水垫塘进口突扩部位、水垫塘末端三角墩部位的原、模型观测结果有一定的差异,缩尺效应导致了泄洪洞内的某些水力特性不相似,小比尺减压模型试验表现出更为严重的空化特性。公伯峡旋流泄洪洞的这些关键部位的空化空蚀特性尚需进一步观测和检验。     

水平旋转内消能泄水道空腔环流的能动量特性

研究了水平旋转内消能泄水道空腔环流特有的能动量特性.试验观测与分析结果表明:在水平洞的起始段,空腔环流的环向动能沿程急剧减小,进而转化为各占一定比例的环向与轴向动能,并伴随着大量的能量损失;环向的能动量在起始段较大,但在中间段与轴向的能动量比值已接近1,沿程的变化也较小;环向的动能与压能沿程变化相反并互相对应;环向的能量沿程变化规律决定了总能量的沿程变化规律;能量损失与常规的明流或有压泄水道相比大大增加,能量损失机理更为复杂.     

竖井进流水平旋转内消能泄洪洞的数值模拟

通过选取三种不同的紊流模型,结合自由水面处理技术的VOF方法,采用不同的壁面函数法、不同的计算区域网格划分精度和不同的进出口边界条件处理方法,成功地模拟了竖井进流水平旋转泄洪洞的水力特性,并对不同紊流模型和不同数值模拟条件与方法的计算结果与模型实验的结果进行了对比分析。分析结果表明,采用Realizablek-ε紊流模型能更好地模拟这种具有高紊动、强剪切和强旋转,并带有自由表面的竖井进流水平旋转空腔环流的水力特性。     

由风速和压强过程线解读水平旋流泄洪洞流态

以公伯峡水电站为例,结合原型风速和压强随闸门开度的变化过程线,研究了水平旋流泄洪洞的水流流态.试验系统描述了堰闸段、竖井段、起旋室、旋流洞、水垫塘及退水洞内水流流态的变化过程,对比分析了原型和模型流态的差异.结果表明受收缩环的影响,在闸门开启过程中堰闸段水流由堰流向淹没流过渡,竖井段水流由自由跌落向淹没射流过渡;旋流洞内流态的变化大致可分为五个阶段,经历由自由流向吸吮流转变的过程;水垫塘调整流态的作用显著,退水洞内水流呈稳定的明流流态.     

城市雨水资料化问题研究

在深入研究国内外先进雨水资源利用技术的基础上，综合利用城市水利学的理论和观点，本着使城市雨水资源化成为一个系统化的理论与工程相结合的先进科学的目的，探讨了城市雨水资源化的基本方式和过程，提出了城市雨水资源化的原则，归纳了城市雨水资源化问题研究的基本内容，研究城市化和城市雨水资源化与城市水文的关系，城市防洪与雨水资源的关系，城市雨水资源化规划模型等问题。其结果为城市雨水资源的综合利用，有效地控制城市雨水和减少雨洪灾害损失提供了研究的思路，方式和方法。