平原河网城市管网排水能力影响因素模拟研究

我国平原河网城市的两级排涝模式常存在标准不衔接问题,致使强降雨发生时,管网系统的水力特性、排水能力受降雨强度和承泄水体水位的双重影响,涝水外排困难。为此,以苏州工业园区的市政排水系统与水利排涝系统为例,基于SWMM模拟多情景洪涝过程,分析得出河道水位在1.70~2.30 m之间时,研究区域积水的主要原因是现状管网系统自身能力不足,河道水位加剧了积水情况;当水位超过2.30 m并不断上涨时,管网系统排水能力骤减,河道水位逐渐成为制约管道过流能力、加重积水程度的主要因素,建议研究区域河道排涝控制最高水位宜在2.30~2.32 m左右。该结论可为城市河道水位调控以提高城市排水防涝能力提供参考。

基于退水影响的流域产流研究

本文针对洪水预报作业过程中,流域初始状态的产流条件难于把握的问题,通过分析历史洪水、降雨过程、分割洪水资料,尝试建立前期影响雨量、流域退水流量与产流系数的关系,结果证明了流域的退水流量是流域的蓄水状态或产流条件的直接体现。文中引入了自由水蓄水容量和蓄水量的概念,以流域的退水流量作为输入变量,连续计算流域蓄水量,推导出一整套产流系数计算方程,并利用该方程进行流域产流模拟计算。经验证,该方程计算精度相对较高,产流系数计算方法准确可靠,研究成果可在类似洪水预报中推广应用。

基于PCSWMM模型的城市内涝风险评估

构建了基于PCSWMM的海甸岛城市雨洪模型,采用3场次实测暴雨(20081013,20101005和20111005)内涝淹没资料对模型进行验证,结果表明所构建模型具有良好的精度和可靠性。以1 a、2 a、5 a、10 a和20 a 5种设计重现期降雨组合同频率设计潮位进行模拟计算,对海甸岛现状排水能力进行评估,结果表明,海甸岛84.8%管网排水能力低于1年一遇。以5 a、10 a、20 a、50 a降雨组合对应潮位对海甸岛进行内涝风险评估,得到了海甸岛4种不同重现期暴雨的内涝风险等级划分状况。

基于BP神经网络的渠道墩柱断面过冰能力预测

冰凌问题是寒冷地区渠道冬季输水面临的一个主要问题,预测易出现冰塞的桥墩、闸墩等束窄断面的过冰能力,对冰水二相流安全输水具有重要意义。通过物理模型试验分析墩柱断面的渠道过冰能力,根据试验数据,采用量纲分析与BP神经网络方法,对渠道墩柱断面过冰能力进行预测,预测结果较单一BP神经网络预测和非线性拟合得出的结果更为精确。

河道边界水位对管道排水能力的影响分析

为保证城市排水安全,缓解城市内涝,针对河道排涝水位对管道排水的动态影响问题,选用宿迁市马陵河排水片区为研究区,基于SWMM模型,模拟2、3和5 a重现期暴雨条件下出水口管道分别为自由出流、半淹没出流和完全淹没出流3种情形的管道相对排水能力变化,并在此基础上探求马陵河各分段控制水位。结果表明:管道水流主要受河道高水位作用,即管道完全淹没出流时,排水能力随水位的升高而不断减小,减小程度与末管道高差和水位动态顶托管道水流有关。此结论可为城市排水管网改造及河道调控水位除涝提供科学参考。

沿空送巷邻近老空区探放水实践分析

通过对某矿探放老空积水事故案例的分析,分别从操作人员、现场装备、相关措施等方面,针对沿空送巷老空区探放水选择确定"三线"、确保三专、完善排水系统、明确探放水孔位置、熟悉探放水过程等预防对策,排除了老空积水对生产的影响,确保施工安全。

铁路隧道凸壳型防排水板通水能力研究

文章基于我国铁路隧道防排水体系的技术现状及铁路隧道防排水领域存在的主要问题,介绍了凸壳型防排水板的基本特征,并对凸壳型防排水板的等效管径、通水量等进行了理论计算和研究。结果表明:单位幅宽(隧道纵向延长米)凸壳型防排水板的最小等效管径为0.0626 m,不同工况下其通水量为376~2138 m^3/d;凸壳型防排水板的通水能力是环向盲管的18~38倍;提高凸壳型防排水板凸壳体的抗压强度是确保其通水能力的有效措施;凸壳型防排水板可全面替代传统的防水板与环向排水盲管设置。

水布垭水电站庙王沟排洪沟水力计算分析

2016年7月19日,水布垭水电站于24 h内遭遇了重现期为100年的强降雨,持续强降雨致使厂区多处遭到破坏。位于古树包滑坡体下游的庙王沟由于边坡支护不到位,加上早期排洪沟年久失修,排洪沟几乎完全丧失泄流能力,在暴雨中遭遇巨大破坏。庙王沟排洪沟修复过程中,其设计方案因受厂区绿化、地形、资金等因素的限制做出了局部调整,导致排洪沟泄流能力不明确。以渠道水力计算方法和堰流流量计算式分析了庙王沟设计方案调整后各排洪沟的水力特性,研究了排洪沟在遭遇重现期为100年的强降雨时的泄流能力及各排洪沟在突变、渐变、折坡部位的水深变化。

采煤和岩溶水开采对晋祠泉出流影响的随机模型分析

以晋祠泉域为例,在泉域驱动因素的基础上,将泉域岩溶水系统概化为一个多输入-双输出的系统,输入项为当年及前7 a的降水、岩溶水开采量和采煤排水量;输出项为晋祠泉总排泄量,即出流量和侧排量。然后采用多元线性回归和BP神经网络2种随机模型,建立泉域各输出项与各输入项的关系,再假定无岩溶水开采和无采煤排水2种情景,在这2种情景下模拟泉域的排泄量,对比分析采煤和岩溶水开采对晋祠泉出流量的影响。研究结果表明:采用多元线性回归模型,在1956—1994年多年平均条件下,岩溶水开采后晋祠泉排泄量减少0.42 m^3/s,采煤排水后出流量减少0.23 m^3/s,人类开采使总排泄量减少0.65 m^3/s;采用BP神经网络模型,1956—1994年多年平均条件下,岩溶水开采后泉域排泄量减少0.30 m^3/s,采煤排水后出流量减少0.27 m^3/s,人类开采使总排泄量减少0.65m^3/s。20世纪80年代后采煤活动加剧,2种随机模型均反映出采煤排水对泉域有严重的影响。

成都市宜居水岸工程市级示范段生态化河堤行洪能力分析

成都市宜居水岸工程市级示范段主要涉及由中心城区南河、浣花溪、干河、西郊河四条河道组成的区域水网,汇流条件复杂。通过建立数学模型,模拟河岸生态化改造后的河道行洪情况。经分析表明,示范段生态化河堤行洪能力总体上可满足相应防洪标准,并对河堤生态化改造提出针对性意见。

苏北沂沭河流域水利建设资源的重置(1800—1965)——以水稻种植进退为视角的考察

晚清以降,苏北沂沭河流域洪涝灾害频发。当地进行的水利建设主要以疏浚河道为目标,水利治理方针也以增加下游河道的行洪能力为主要目的。然而,晚清民国时期,苏北沂沭河流域的洪涝灾害并未得到缓解。苏北沂沭河流域的农业生产也从传统的水旱混作区,转变为单一的旱作农业区。当地水稻种植面积快速下降,濒于消亡。新中国成立后,沂沭河流域的水利建设转变为排蓄结合,注重对上游洪水的防治、利用。当地的水资源利用环境得到改善,水稻重新成为苏北沂沭河流域的重要粮食作物。

山区高速公路路面积水处理措施

山区高速公路路面积水影响行车安全和道路运营。通过对某山区高速公路路面积水原因进行分析,提出了增设中央分隔带排水设施、改造或加设急流槽等措施。实践证明,这些措施可提高路面泄水能力,有效解决路面积水问题。

油页岩开发地下水资源影响预测与评价

以吉林省汪清县罗子沟油页岩开发为实例,根据参数的确定、地下水资源的估算、坑道排水量的计算、矿坑排水最大水位降的预测,对矿坑排水量进行评价,再运用地下水资源补给模数、潜水调节量及疏干体积法验证排水量的计算,从而达到研究油页岩的开发对地下水资源的影响和评价的目的。

探放老空水技术研究与应用

通过郭庄煤业3308轨顺(双向对掘)掘进工作面探放2309老空水(包含上山探放和下山探放两种形式)的研究与应用。得出针对上山探放和下山探放老空水两种形式时,长孔、短孔放水的相对优劣势及效果评价,以及验证放水效果的实用简易方法。

乌兹别克沙尔贡煤矿W01运输顺槽老空水预测及探放技术研究

乌兹别克沙尔贡煤矿掘进W01运输顺槽时遇到掘进工作面上覆老空区水患威胁。为了安全高效通过空区,在大倾角采空区下分组、分阶段进行钻孔探放水。通过加密布孔防止出现探放盲区,优先打大角度短距离钻孔准确确定采空区位置,提高钻孔探放水的效率。大角度采空区钻孔探放水不考虑老空区底板起伏情况,直接按照单一倾斜构造确定积水区域,在水头值最低处布孔。实践发现,在第一阶段和第二阶段均未出水,应是地质资料不准确,钻孔没能穿透采空区底板,下一步应加大钻孔角度,减小钻孔长度,确保准确穿透空区。

基于“智能水网”建设的新型城市排水系统

本文针对城市非常规水资源的研究调查,拟研制一种实时监测,智能管理,净化利用与选择排放的排水系统,结合大数据应用,来构建“智能水网”,做到水资源的高效利用。

珠三角感潮河网区水环境容量总量控制实践研究

以珠三角感潮河网区为典型研究区,借鉴美国最大日负荷总量(TMDL)水质管理理念,提出了面向水质目标达标的南顺联安围水环境治理思路。以黑臭水体代表性指标NH_(3)-N为例,基于陆域污染负荷和水体水质关联模型模拟手段,遵循“入河污染负荷计算-环境容量核算-污染负荷分配-工程措施预测”的思路,科学制定了NH_(3)-N排放总量控制精细化方案。经模拟计算,控源截污工程能削减NH_(3)-N入河污染负荷41.61 t/a,河涌水质达标率为92.66%,较工程实施前提升35.92%。河涌水质得到有效改善,基本实现区域考核目标。

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。

我国城市排水系统现状、问题与发展建议

随着城市化、工业化速度的加快,我国城市污水排放量逐年增长,污水处理设施规模逐年增大,但城市水环境治理依然存在问题。通过分析2002年—2016年我国城市污水处理设施的发展与现状,发现我国污水处理设施的基础建设已经基本完成,污水排放量与末端处理设施能力的矛盾已得到缓解且污水处理设施留有余量,污水处理设施的建设由阶梯式的快速增长模式转变为随着城市人口变化与城市建设而变化的可持续发展模式。而城市水环境污染治理的主要方向已经转变为解决管网问题与水环境治理现状之间的矛盾,管网规模不足、混接问题严重、地下水入渗、合流制溢流、调蓄建设不足是未来排水系统应该解决的主要问题。