2016—2022年太湖胥口湾水质变化及对水温、水位的响应

明确太湖胥口湾水质特征及对环境变化的响应有利于维系区域水资源安全。研究追踪2016—2022年胥口湾水质变化趋势,分析了水质指标对水温和水位的响应。结果显示,胥口湾水质环境总体稳定,且总氮(TN)、氨氮(NH_(3)-N)、总磷(TP)浓度和COD_(Mn)均呈下降趋势。但胥口湾水温年均值呈现快速上升趋势,上升幅度大于0.086℃·a^(-1),对该区域生态稳定性形成威胁。冗余分析显示,虽然水温和水位对胥口湾水质环境波动的贡献率低于5%,但水温变化显著影响了水质环境(P<0.01),而水位波动不能有效解释水质变化过程。尽管如此,TN、NH_(3)-N浓度及COD_(Mn)、pH值对高水温(>30℃)较为敏感,而高水位(>3.8 m)显著影响了NH_(3)-N、TN、TP和叶绿素a浓度。总体而言,胥口湾水环境总体稳定趋好,但受水位尤其是水温影响较大。研究结果可为极端天气下水质管理提供借鉴。

两坝间河道高含沙水流驱动的下游船闸阀门井水位异常特征分析

葛洲坝船闸充水阀门井与输水廊道进水口水体相连,1993年洪季期间曾发生过阀门井水位异常升高,影响船闸设备设施安全等问题。为分析葛洲坝一号船闸充水阀门井水位异常升高的根本原因,基于Mike三维水沙数值模型,模拟分析了不同流量和含沙量级别下的河道水流和含沙量垂向分布结构特征,进而计算阀门井水位异常升高值与河道水流和含沙量的关系,反演1993年洪季葛洲坝一号船闸两个阀门井出现的水位异常现象。研究结果表明,葛洲坝一号船闸阀门井水位异常超过阈值0.5 m的流量和含沙量条件分别约为(30 000 m^(3)/s, 2.85 kg/m^(3)),(40 000 m^(3)/s, 1.42 kg/m^(3)),(50 000 m^(3)/s, 1.23 kg/m^(3))。受三峡水库及上游梯级水库蓄水拦沙、退耕还林政策等因素的影响,未来葛洲坝船闸出现高含沙水流导致阀门井水位异常升高>0.5 m的可能性极小,但在三峡水库排沙泄洪期间仍应引起重视。研究成果可为葛洲坝一号船闸安全营运和科学管理提供参考依据。

高水位流沙层地质下旋挖灌注桩施工技术研究

随着桩基技术的发展与新技术的推广应用,桩基工程对施工的质量、经济性、安全性、高效性等也提出了多方面的要求。旋挖灌注桩因具有工作效率高、环保性强、泥浆排放量少、现场施工文明化水平高等特性,能够适应桩基工程的需求,受到了建设单位及施工单位的一致青睐。而随着施工场景的复杂化,常规的旋挖灌注桩工艺已无法满足工程需求,必须结合工程现状,制订契合工程需求的工艺体系。本研究从施工工艺创新角度出发,提出了解决以上复杂环境的方法,具有一定的推广价值。

采煤沉陷松散层变形研究现状与分析

开采沉陷是煤炭资源井工开采所面临的主要环境地质问题,其中松散层变形是东部高潜水位矿区生态修复和西部生态脆弱区保护所关注的重点,获得沉陷变形参数对推动开采减损、生态环境保护与修复有着重要的指导意义。借助CiteSpace文献计量软件,基于中国知网(China National Knowledge Infrastructure,CNKI)数据库进行可视化分析,通过对该研究方向近30年主要研究力量、研究热点和现状趋势量化统计与分析,详细地阐述了该方向的研究现状,简要概述了沉陷成因、理论分析、室内试验、数值模拟及原位实测等方面开展的研究内容。从多学科交叉促进理论研究发展、多方法联合建立高精度动态监测、发展与创新测试装备和技术等方面对其未来趋势进行了展望,提出“空-天-地-孔”一体化监测平台的建设与运营,以期通过多维度、网格化立体数据的获取,进一步掌握松散层内部变形特征与传递机理,为实施“源头控制”和“过程治理”理念和评价废弃矿井CO_(2)封存地质条件提供基础数据与科学支撑。

高潜水位采煤沉陷区微塑料赋存特征及风险评估

为探明高潜水位采煤沉陷区微塑料污染赋存特征及其环境风险,选取安徽省淮南市春申湖、舜耕湿地公园两个典型采煤沉陷区为研究区域,采集了表层水体,底泥及周边农田土壤样品,采用体视显微镜、扫描电镜、红外光谱对微塑料尺寸、形状、颜色及丰度等赋存特征进行表征.结果表明:采集的样本中多为纤维微塑料和薄膜微塑料,类型主要以聚乙烯,聚丙烯为主,颜色以黄色和透明为主,粒径大多小于500μm.采煤沉陷区的地表水丰度范围为0.77~7.1pcs/L,沉积物微塑料的丰度范围为540~2800pcs/kg,周边农田土壤微塑料的丰度范围为380~2380pcs/kg.采用污染负荷指数(PLI)模型进行评估,地表水和农田土壤的风险评估都为于Ⅰ级,属于轻微污染,而沉积物中的微塑料风险评估为Ⅱ级,属于中度污染.

某新建高位水池消能改造方案及应急措施研究

某新建高位水池建成运行后,产生了两种恶劣流态:一是通气孔出口发生喷水,二是下游水厂出现掺气。该文通过水工模型试验演示了新建高位水池内部水流运行流态及掺气状况,探究了池内水流紊动及掺气机理,验证并提出了憋阀运行时的堰后“临界水位”消能方案,短期可消除高位水池内恶劣流态;在比较了堰板中部、及底部开孔等多个消能改造方案后,提出的优化方案池内流态平稳、无掺气,消能效果良好,可作为水池结构改造的可行实施方案,试验研究成果可为类似工程设计提供参考。

天山胜利隧道内置高位水池的消防供水系统设计研究

为解决10 km甚至20 km以上的高寒高海拔超长公路隧道消防供水系统设计中洞外设置供水系统被冻结、洞内管网严重超压等难题,通过对乌尉高速天山胜利隧道消防设计的难点,以及常规的隧道外常高压供水系统及稳高压供水系统在该隧道中难以实施等问题展开深入研究,提出天山胜利隧道内设置高位消防水池及将隧道内消防管网进行分区供水的设计方案并详细论述。对于10 km甚至20 km以上的高寒高海拔超长公路隧道消防供水系统的设计:1)隧道消防给水宜采用高位消防水池供水的常高压供水系统;2)常规的隧道外常高压供水系统及稳高压供水系统在高寒高海拔超长公路隧道中无法实施,可考虑隧道内置高位消防水池的设计;3)隧道内置高位消防水池的数量、设置间距、设置高度等应根据隧道的长度、纵坡等综合考虑并进行水力计算后确定;4)隧道内置高位消防水池的常高压供水系统能解决这类隧道消防供水系统设计中管网严重超压的难题,具有供水安全可靠、施工难度较小、经济、环保等优点。

复杂地质条件下水利工程高水位深基坑降排水施工方法研究

为了解决进口引江济淮工程施工中高水位深基坑降排水问题,对复杂地质条件下水利工程高水位深基坑降排水施工方法开展了研究。采用混凝土防渗墙技术对导向槽进行优化设计,提高防渗墙的防渗性能。利用真空预压地下水位测量方法为降水井的参数设计与位置设置提供水位参考。通过人工开挖探孔方式确定最佳降排水方案,并计算降水漏斗曲线的影响值。利用有限元软件模拟试验发现:该降排水方法在防渗墙高程为-36 m时能够达到最佳降排水效果,说明使用该方法能够阻隔基坑外水体渗入,且降水井能够将深基坑中的积水排出,有效地解决了进口引江济淮工程施工中高水位深基坑降排水难题,具有较好的实用性和推广价值。

构建现代化水库运行管理矩阵与发展水利新质生产力

加强水库安全管理具有极端重要性。分析了构建现代化水库运行管理矩阵、发展水利新质生产力对保障水库高水平安全的重大意义,从高科技、高效能、高质量三个维度阐释构建现代化水库运行管理矩阵与发展水利新质生产力的内在联系,提出强化“四全”管理、“四预”措施与信息技术深度融合等加快构建现代化水库运行管理矩阵、助力发展水利新质生产力的主要路径。

基于外源排查和工程改造的污水系统提质增效实践

分流制污水管网的外水侵入是造成管网高水位运行、污水浓度低的主要原因之一。针对某污水系统A、B污水厂进水水质浓度降低、污水处理总量波动较大的现象,坚持系统治水,在全面摸查管网的基础上,通过物料平衡法、水量平衡法初步判断进入系统的山水、河涌水、湖水、雨水的外水量和区域,再进行外水点实际踏勘、监测、验证,对外水进行溯源,精准定量、定位。结合4类水特点和基础条件,通过一系列工程实施有力地减少外水入侵,提高了污水厂进水水质浓度。上述研究成果为后续推进污水系统提质增效、营造健康的城市排水保障系统探索出一条实施路径。

配水方式对冷却塔热力性能的影响研究

为了研究电厂在调峰影响下低负荷运行时合理的配水方式,探寻冷却塔“带水”检修的可能性,采用三维数值模拟方法,计算了某高位收水冷却塔两机六泵全塔配水、一机三泵全塔外围配水和一机三泵半塔配水方式下的塔内外流场特性及热力性能。分析了外围配水和半塔配水可能存在的进塔空气全部从未淋水区域的填料流过而不与淋水填料换热的问题,并统计了配水方式对冷却能力的影响。结果表明,外围配水、半塔配水虽然不存在进塔空气全部从未淋水区域的填料流过的情况,但分区配水热力性能易受到环境风影响,在改善电厂调峰低负荷运行条件下的冷却塔热力性能方面起负面效果。

高水位运行条件下密云水库洪水防御对策分析

密云水库作为北京市重要的水资源战略储备基地的同时还承担着关键的防洪任务,近年来持续高水位运行使密云水库面临着“蓄泄”两难的实际问题,洪水防御压力不断增加。为分析密云水库现状防洪能力,从洪水监测预报预警、洪水调度和防洪抢险技术3个方面,围绕工程措施和非工程措施,开展密云水库洪水防御的对策分析。分析了密云水库建库以来历史洪水特征及预报预警现状,对中小洪水在不同控泄情景下进行调洪计算,提出中小洪水相机实施预报调度的措施建议,选取北京市、山西省、河南省典型降雨情景,开展极端降雨过程移置模拟,提出调度方案,为水库应对极端降雨提供参考。基于以上分析,提出了建设监测、预报、调度一体化的,具有预报、预警、预演、预案“四预”功能的智慧系统工作建议,以期为密云水库洪水调度优化和洪水防御技术提升提供参考。

汽轮机高位布置辅机冷却水系统优化

汽轮发电机组高位布置是燃煤发电机组的新型布置方案,与现有燃煤机组的空间结构存在较大的差异。为保障和提升高位布置辅机冷却水系统性能,按照功能与布置结构将辅机冷却水系统分为4个耦合的子系统,采用APROS软件建立了辅机冷却水系统模型,对高位布置辅机冷却水系统进行了优化设计,并将原系统与改进系统进行了定量对比和动态特性分析。结果表明:改进系统可降低辅机工作温度,节点温度峰值保持在65℃以下,冷却可靠性大幅提升。

形状记忆合金对蒸汽发生器一次侧高水位密封组件结构及性能的优化

为替代蒸汽发生器一次侧高水位堵板装拆人工作业,利用形状记忆合金的超弹性,通过在密封组件中预埋形状记忆合金,研制了一种新型密封组件,为在核电高辐射区域应用机器人实施关键设备检修——高水位堵板装拆作业奠定了基础。与传统密封组件相比,新型蒸汽发生器高水位密封组件的结构及性能得到极大优化:省去了干密封—自密封—湿密封3道充气环密封,结构更紧凑轻便,堵板装拆机器人执行末端负载大大减轻(新型密封组件小于5 kg);预埋的形状记忆合金圈采用三道同心圆分布和二次硫化工艺,解决了金属/非金属硫化成型变形问题,回弹性好,从而满足密封组件可折叠进入,同时又可以在仅有中板支撑时稳定、准确地落座在主管道法兰环座上。

基于外部冷却模块和内部凝雾模块的高位收水机械通风冷却塔性能对比研究

为了控制雾羽和节约水资源,搭建了高位收水机械通风冷却塔热态实验系统,分别对外部冷却模块(干湿联合冷却塔)和内部凝雾模块(凝雾式冷却塔)的消雾、节水及热力性能进行对比分析,研究了环境温度、循环水进水温度及循环水量对冷却塔性能的影响。结果表明:干湿联合冷却塔和凝雾式冷却塔均具有消雾和节水能力,但实现二者的消雾和节水是以降低冷却塔冷却性能为代价的;与原塔相比,干湿联合冷却塔和凝雾式冷却塔的循环水温降约降低了1.5 K;干湿联合冷却塔和凝雾式冷却塔的消雾和节水性能受运行参数的影响很大,且凝雾式冷却塔的节水量和节水率高于干湿联合冷却塔。

高水位复杂环境及地质条件下旋挖桩施工技术

以罗平县妇幼保健计划生育服务中心建设项目为研究对象,对高水位、周边复杂环境及岩溶地质条件下的旋挖灌注桩施工技术做了一定的研究,通过对特殊条件下旋挖灌注桩旋挖成孔一次成孔率的影响因素的分析,结合实际施工条件,比选出最合理的施工技术措施,确保旋挖灌注桩的成孔水平和成孔质量,从而有效地提高了工程整体施工效率。

基于水力模型的污水管网高水位运行问题对策研究

管网高水位运行严重影响着水质净化厂运行效率和水环境安全。以六安市城北片区污水系统为例,由于存在用水早晚高峰的情况,区域内泵排区和自流区高峰水量叠加,造成水质净化厂进水泵房及相关管网全天大部分时间处于高水位运行情况。基于数值模型技术,通过分析泵站片区可调蓄水量和需要调蓄的水量,对二级污水泵站设置时序控制规则,利用多方案寻优方法,判断最优方案。最优方案通过PLC对各泵站进行实际设置,基于实际运行效果,发现利用时序控制方法可以有效降低管网高水位运行情况,并且增强了进水稳定性,保证水质净化厂稳定运行。

大型引调水渠道经山前平原段衬砌失稳机理及对策

高地下水位是危及大型长距离引调水挖方渠道衬砌安全的最主要因素之一,尤其是挖方渠道途经山前平原时,其衬砌安全极易受山前过渡带地下水变化的影响。为了揭示地下水变化对渠道衬砌板稳定影响规律,以南水北调中线某段典型挖方渠段为例,利用地下水监测资料及三维渗流模型分析,结合山前平原地层结构特点,首次阐明输水渠道与山前平原地下水互馈关系,并给出相应对策建议。结果表明:渠道切割山前平原表层透水层形成阻水效应;降雨及山前径流致使山前至渠道之间地带地下水位升高,是导致衬砌板隆起破坏的直接原因。研究成果可为类似山前平原区引调水渠道设计、运维及险情整治提供理论依据和技术支撑。

排水管道声呐成像检测中换能器阻抗匹配技术研究

针对目前声呐检测信号易震荡拖尾、电声能量互换效率低和排水管道声呐检测图像难以分辨等问题,着重研究导致这些问题的收发一体声呐换能器阻抗匹配核心技术,从声呐换能器等效电路建模、阻抗匹配网络设计和电路实现并测试三个方面进行了详细分析。对加入阻抗匹配电路前后的声呐换能器测试结果进行了对比分析,结果表明,所设计的阻抗匹配电路简单有效,声呐成像图像清晰,并且声呐成像检测结果定量分析误差率低,被测试物体长度、宽度和对角线距离的声呐检测量误差率分别为1.04%、1.71%和1.37%,符合最新的行业技术标准。研究成果能够提升排水管道病症检测的能力,对城市内涝灾害防治具有重要意义。

高水位卵石地质条件下抗浮锚杆技术选择与工程应用研究

旨在探讨在高水位及卵石地质条件下采用抗浮技术的原因。通过对比分析论证选择适用于工程项目的抗浮技术(方案),同时确定抗浮锚杆的技术参数,并对抗浮锚杆的施工工艺、施工过程质量控制、施工重难点及抗浮技术运用效果进行深入探讨。抗浮技术(方案)最终取得的效果:加快了施工进度、缩短了施工工期、节约了施工成本、预设定的抗浮锚杆技术参数符合工程抗浮要求。抗浮锚杆技术(方案)在文体中心项目成功运用,可为以后类似工程施工提供借鉴。