缺水胁迫区水系统优化调控理论与模式

开展水系统优化调控是实现缺水胁迫区人-水-生态和谐可持续发展的关键措施之一,对于保障地区经济社会稳定发展和生态健康具有重要意义。本文以京津冀作为典型缺水胁迫区案例,通过解析水系统内涵,总结得出缺水胁迫区水系统存在深度耦合、强烈竞争和系统失衡三大现象,发现水系统呈现非稳态和稳态之间交替演进的模式,并通过构建水系统稳态指数,研判了京津冀地区水系统状态变化发展过程。研究以实现自然社会水系统健康为调控目标,提出缺水胁迫区水系统“高内聚-低耦合”解耦式调控模式,结合京津冀现实状态,在需求侧开展“保障刚需-压缩弹性-抑制奢侈”层次化调控,在供给侧进行“自然水网-人工水网-虚拟水网”适配性优化,提出京津冀“三线七河、四区八源”一体化水网布局,进而实现水系统的整体健康。

北方寒冷地区工业给排水系统防冻设计探讨

常规工业给排水系统包括循环冷却水系统、直流用户给水系统、事故水系统、消防水系统等。北方寒冷地区冬季气温较低,工业给排水系统的管网和构筑物常有冻结问题,给正常生产甚至企业安全带来巨大危害。对北方寒冷地区工业给排水系统的防冻设计进行了探讨,针对不同的保护对象提出具体防冻措施。

长距离多支线有压输水系统起动水锤防护

为研究同时包含重力流输水管线与泵站加压提水管线的长距离多支线有压输水系统开启运行时的水锤问题,基于瞬变流分析的特征线法建立了输水系统过渡过程计算的数学模型,结合实际工程计算了输水系统开启运行时调节阀与水泵及其出口阀不同的开启时间与控制策略对水锤的影响,并在此基础上提出了空气阀联合阀门开启的水锤防护方案。结果表明:采取提水泵站滞后调节阀开启运行,且各提水泵站相继开启的策略可有效改善输水系统沿线的内水压力分布;采用空气阀联合阀门开启的水锤防护方案可在不影响输水系统反应速度的情况下以较小尺寸的空气阀达到较好的水锤防护效果。

面向流域治理与城镇发展统筹的城市水系统规划协同机制探讨 ——广东东莞生态园实证研究

统筹流域治理与城镇发展是系统解决当前城市发展过程中遇到的水资源短缺、水生态破坏、洪涝灾害频发的关键路径。本文在辨析流域治理与城镇发展统筹面临的主要问题及其辩证关系的基础上,以东莞市中部地区的生态园及其所在的寒溪河流域为研究对象,系统探讨了城市水系统规划在流域治理与城镇发展统筹中的协同作用机制。结果表明,以城镇-流域水系统耦合模型为支撑,城市水系统规划及其协同机制可通过空间、设施等要素的协同,实现保障城市及流域防洪排涝安全、保护水环境和节约水资源的目标,促进流域安全与城镇发展的良性互动。

泵站进水系统三维水动力特性数值模拟研究

【目的】研究泵站进水系统结构对水泵进水流场的影响。【方法】基于Fluent平台,假定水流为不可压缩湍流流体,在满足连续方程和动量方程的基础上,引入RNGk-ε紊流模型,对改造前后泵站进水系统进行了数值模拟,采用适于稳态流场的收敛速度更快的SIMPLEC算法,利用有限体积法进行空间离散求解,分析了不同断面的流场流速、流速旋角及流线分布,对比分析了改造前后泵站进水系统的水动力指标。【结果】改造方案各水动力指标均小于改造前方案,进水池流速标准差减小了6%~64%,进水管进口流速标准差降低了41%~96%,平均流速旋角减小了60%~73%,流速旋角标准差降低了59%~72%,水流流态分布趋向均匀,水泵进水条件明显改善。【结论】改造后泵站进水系统流速分布较均匀,流态趋于平稳,对减轻泵站机组汽蚀破坏有重要意义。

建筑综合体水系统安全生态设计

随着城市发展和人民生活水平的提高,建筑综合体水系统的水质安全与生态需求也相应提高。文章通过介绍某校园文化建筑项目的给排水设计,对建筑综合体水系统设计中采用健康活水系统和景观水生态技术实现系统安全与生态修复,打造绿色可持续发展的生态水系统,提升公共建筑的功能完善,进一步推动城市环境水平的整体提升。

融江麻石船闸改建工程输水系统水力学模型试验研究

针对麻石船闸改建工程闸室规模大、工作水头高、水力指标要求高等问题,通过建立比尺为1:25的整体水工物理模型,对船闸输水过程水力特性、船舶停泊条件、输水廊道压力特性、进出水口及引航道水流条件等展开研究。结果表明:通过在明沟内增设消力槛、增大廊道突扩体升坎转弯半径、增加进水口面积以及降低进水口高程等优化措施,在推荐的阀门运行方式下,各项水力指标均满足规范及设计要求,研究成果可为类似工程提供参考。

笏洲船闸输水系统水力学模型试验研究

笏洲船闸平面尺寸大、瞬时流量大、输水强度高,闸室内无消能工,闸室停泊条件有待检验,引航道采用非对称布置,易形成回流、斜流等水力学问题。通过比尺1:30的整体水工物理模型试验,对船闸输水过程水力特性、输水廊道压力特性、船舶停泊条件、进出水口及引航道水流条件等展开研究。结果表明,在闸室及出水口增设消力槛并优化其布置形式后,闸室内停泊条件和下游引航道通航水流条件明显改善。在推荐的阀门运行方式下,各项水力指标均满足规范及设计要求。研究成果可为类似工程提供参考。

沙集泵站供排水系统优化改造探索

泵站水系统是泵站不可或缺的重要组成部分,直接决定机组能否正常启动和持久安全可靠运行。本文对沙集泵站水系统的优化改造过程进行分析研究,对电机油冷却器冷却供水系统、水泵橡胶轴承润滑供水系统和排水系统各种方式进行比较,得出泵站水系统改造需根据实际情况,在最不利运行条件下满足功能要求,易于实现自动化控制,可靠地保障主机组安全运行。

有压输水系统水锤防护方案探讨

水锤是有压输水系统中一种极为常见的现象,而长距离、高扬程和大流量输水项目的水锤防护,对工程运行安全显得尤为重要。通过对水锤现象的探讨,分析产生水锤的基本因素,梳理常见的水锤防护措施,提出针对不同情况应采取相应的水锤防护方案;对流速、管线布置、管材、管长和管道最大工作压力等设计参数分析,通过工程案例选取调流调压阀、两阶段缓闭阀、空气阀、空气罐、超压泄压阀、调压塔及增加机组转动惯量等其中适合工程实际的水锤防护措施,使系统水锤危害得到有效缓解,可为类似工程提供经验和借鉴。

地铁车站给排水及消防水系统施工关键技术的研究

随着城市化进程的加快,城市地铁车站建设力度加大,其中给排水系统及消防水系统的施工质量与整体地铁车站的安全运行息息相关。因此需结合实际情况,对地铁车站给排水及消防水系统进行优化设计,强化施工关键技术的控制,保障整体系统的施工水平。本文对地铁车站给排水系统及消防系统施工关键技术进行分析,旨在进一步提高地铁车站排水效果,强化消防能力,以保障地铁车站的安全可靠性运行。

原料场皮带机喷洒水系统智能化控制技术研究

针对钢铁厂特殊物料运输过程中产生的扬尘,除了除尘器以外,给对应的皮带机系统额外增加喷洒水系统,目的是更好地抑制特殊物料运输过程中产生的大量扬尘。以自行设计的皮带机喷洒水系统为对象,阐述其系统构成与工作原理,详细分析其实现智能化控制方法和料流检测和料种识别方案,并结合项目实施说明皮带机喷洒水系统智能化控制的应用效果。

地铁站空调水系统节能控制研究

为了降低空调水系统的能耗,研究广州某地铁站的空调水系统节能控制策略。使用设备厂商提供的样本数据进行参数拟合,建立较为准确的设备模型,利用Trnsys软件搭建地铁站空调水系统模型。针对“大流量、小温差”现象,提出定温差控制策略,以降低水系统的能源消耗。结果显示:与定流量水系统相比,定温差控制策略下地铁站空调水系统节能率达到25.86%;在整个供冷季,相对于常规7℃的供水温度定温差控制策略,变冷冻水供水温度定温差控制策略的空调水系统节能约3.40%。

与水共生--基于雨洪韧性的荷兰社区水系统设计实践

在全球气候变化背景下,面对越来越严重的雨洪问题,如何使社区更具有相应的韧性,是三角洲城市群社区发展重要议题。荷兰是雨洪韧性理论代表性实践国家,文章以荷兰圩田体系下的社区、城市环境中集合社区及水面上浮动社区为3类地理环境下社区研究对象,归纳其面对不同“水问题”时社区水系统设计策略;通过实地走访与文献资料,分析比较具体社区水系统设计实践,从策略实施、空间规划、资源利用、学科共治4个方面提供经验和借鉴。

闪速炉炉体水系统设计与毛细管安装技术探讨

对闪速炉炉体水系统进行了介绍,分析了闪速炉炉体水系统主管的设计思路,指出了在闪速炉炉体水系统主管设计和集水箱布置过程中需要注意的要点。同时,对炉体水系统毛细管的材质、安装特点和管路设计进行了分析,结合国内外毛细管的安装经验,提出了闪速炉毛细管的安装要点。

一甲胺-水、二甲胺-水和三甲胺-水系统的汽液平衡

用泵式沸点仪测定了常压下一甲胺-水、二甲胺-水、三甲胺-水三个二元系在不同液相组成时的沸点,并用间接法Tpx推算了与之平衡的汽相组成y。用最小二乘法求出了三个二元体系的液相活度系数模型参数,由模型参数推算的三个二元系的泡点与实验值能很好的吻合。

空调冷水系统的沿革与变流量一次泵水系统的实践

变流量一次泵水系统是一种节能的空调水系统。变流量一次泵技术是基于冷水机组控制技术进步发展起来的创新技术。概述了空调水系统的演变、发展与存在的问题,详细阐述了变流量一次泵水系统发展的技术背景、难点,优缺点和一些关键问题,介绍了该系统在美国的研究与工程应用现状,总结了该系统的设计要点与运行指南,提出了四点看法。

城市供水系统优化运行模型的研究

鉴于城市供水系统中产水与配水的费用关系和系统优化理论,将整个城市供水系统中各水厂处理工艺优化运行与管网优化调度作为一个系统优化问题加以考虑,从取水到配水进行统筹优化,提出了同时包含产水和输配水的供水系统优化运行模型的概念并建立了相应的数学模型.经过试算发现,该模型在现有生产条件和生产习惯的前提下,可大幅度降低整个供水行业的生产费用,具有显著的社会和经济效益.

北方岩溶区降水入渗补给系数及补给机制:以羊庄岩溶水系统为例

为建立北方岩溶区水文地质参数系列,提高岩溶地下水可采资源计算精度,笔者团队于20世纪80年代开始,在山东羊庄封闭式泉排型岩溶水系统开展了岩溶水均衡试验研究,积累了40余年的监测试验数据。根据长期野外水均衡要素观测资料,推导出裸露型、半覆盖型和覆盖型岩溶区降水入渗补给系数计算公式,建立了岩溶区降水入渗补给系数α与降水量P和地下水位埋深D的相关方程,以及可调控的最大降水入渗补给系数系列,揭示了降水入渗补给过程与α变化机制。结果表明:α随水位埋深D的改变而改变,每个降水量P段分别对应一个最大降水入渗补给系数α_(max)和最大降水入渗补给量即补给极限G_(max),相应的水位埋深便是最佳水位埋深D_(critical)。D>D_(critical)时,包气带截留量随着水位埋深的增大而增大,α<α_(max);D<D_(critical)时,地表径流量随着地下水位埋深的减小而增大,α<α_(max)。不同的降水量段对应不同的D_(critical),降水量增大时,对应的α_(max)及D_(critical)也增大。在任意水位埋深时,G_(max)为蓄满产流临界降水量与包气带最大截流量之差。本研究解决了岩溶区降水入渗补给的关键科学问题,即揭示降水入渗补给机制、建立降水入渗补给系数与降水量和水位埋深的定量关系,提升了我国北方岩溶水资源基础性研究水平。

论城市给排水系统抗震防灾策略

城市给排水系统是城市生命线工程,主要由原水系统、输水系统和排水系统构成,承担着保障城市空间供水排水与保证城市居民生存的功能。在当前社会背景下,城市给排水系统抗震防灾设计成为城市工程抗震的重要部分,具有重要实践与理论意义。