黄河宁夏某河段减沙渠首设计及其数值模拟

为解决沉积物在引水渠中积聚，对供水系统产生不利影响，渠首设计分流排沙系统，可提升用水效率。根据黄河宁夏某河段实测资料，采用二维数值模拟，基于MIKE 21软件构建黄河宁夏某河段二维水动力模型和泥沙模型，模拟两种不同工况下渠内含沙量。研究结果表明，引水渠改变了河流水动力学要素平衡状态，直接引水渠(工况1)水流动力轴线向凹岸摆动了46.6 m，渠道平均含沙量为0.6 kg/m³，最大含沙量为0.89 kg/m³；减沙引水渠(工况2)水流动力轴线向凹岸摆动了62.6 m，渠首流速居于0.2～0.4 m/s，渠道平均含沙量为0.2 kg/m³，最大含沙量为0.6 kg/m³。工况2渠内含沙量各位置均低于工况1，工况2可有效降低渠内泥沙沉积。因此，工况2渠首设计方式可改善引水渠泥沙沉积问题，提升取水系统的耐久性。     

含沙水源低压管道灌溉防淤措施研究

低压管道灌溉管道淤积的因素主要有水源含沙量及颗粒级配、管道流量、管径、灌溉方式与运行管理等因素。根据不同管径情况下含沙量与临界不淤流量关系研究表明,以长江水源泥沙含量0.414 kg/m3,中值粒径为0.01 mm分析,干管管径500 mm时,临界不淤流量为281 m3/h,支管管径200 mm时,临界不淤流量为40 m3/h。随着泥沙含量的增加,管道临界不淤流量增大,同时,在相同泥沙含量情况下,临界不淤流量随输水管径的增加而加大,输水管径对临界不淤流量有较大影响。     

进入热泵机组的江水水质与过滤特性试验

为解决长江中上游的地表水中含沙量大,微生物以及悬浮物含量高,而不能直接作为江水源热泵机组的循环冷却用水的问题,对长江重庆段的水温和水质情况进行了分析,介绍了水流防堵除渣装置的原理,并通过试验测试了水流防堵除渣装置的性能.试验结果表明：过滤后的江水含沙量可降低到100 g/m3左右,平均去除率达68.5%,悬浮物及水藻含量也明显减少,浊度基本能够控制在50～100 NTU,平均去除率为73.1%,能够满足直接进入机组的水质要求.装置压力管道负载阻抗与安装管路特征阻抗相匹配,其水击压力幅值很小,能解决长江水进入热泵机组的清污、防堵、防水击的关键技术.整个分离系统结构简单,安装方便,运行可靠,运行费用低,能实现利用水流及重力完成浊水的自动过滤、自动清渣和自动排污,可在长江中上游的地表水源热泵中应用.     

黄河浪店泵站取水防沙水工模型试验

在动床模型试验中,根据黄河浪店水源工程引水闸前设计高水位347.70 m及低水位347.34 m,相应斜坡沟流量为821 m3/s及337 m3/s,对可能出现的各种含沙量条件下运行时闸前后的水流流态、流速分布、含沙量及粒径的分布以及闸前后的河床冲淤变化、拦沙设施的拦沙效果等进行了试验观测,并对浪店泵站取水防沙水工模型试验所测资料进行整理分析。结果表明:在一定水位条件下、水流含沙量不高时可以冲刷形成汊道,为不同时期水泵成功取水进行灌溉提供正确的操作方法。     

不同“水梦”无机吸附剂对黄河水泥沙吸附影响与适用性分析

【目的】寻求一种新的黄河水沙分离技术,从而发展黄河水滴灌技术,降低滴灌成本。【方法】根据自主研制的4种高性能"水梦"无机吸附剂的高效吸附特性,采用人工模拟配置不同含沙量的黄河水的烧杯静态吸附试验的方法,开展了不同吸附剂及投放量对泥沙、养分、微生物的吸附效果和水温对于吸附剂吸附性能影响的研究,从而筛选出适宜的吸附剂类型及不同含沙量下水沙分离的适宜投放量。【结果】(1)在低含沙量(2~3 kg/m~3)水平下,吸附剂CS-001吸附效果最好,其适宜投剂量为0.04 kg/m~3;(2)而在高含沙量(10~15 kg/m~3)水平下,吸附剂CS-005吸附效果最好,适宜投剂量为0.08~0.12 kg/m~3;(3)温度对泥沙沉降速率有影响,吸附剂CS-001在温度为20℃条件下吸附效果更好,沉降速率更快;(4)CS-001吸附剂对于对黄河水中COD和总氮、总磷含量也有降低的效果,对于防止滴灌微生物堵塞有积极作用。【结论】综合考虑,黄河水滴灌泥沙处理中,以CS-001吸附剂为宜。     

季节性干旱丘区的麦秸还田技术与水分利用效率研究

2003~2004年在季节性干旱的丘陵地区进行了麦秸还田种植水稻的试验研究。结果表明:不同覆盖物中,麦秸的节水效果最好,但还田方式与节水效果直接相关。翻耕、水稻栽后麦秸覆盖还田,可以减少田间蒸发耗水,节水41.84%;稻谷水份生产率为1.55 kg/m3比CK高0.51 kg/m3,灌溉水的稻谷生产率比CK高1.22 kg/m3;与此同时水稻增效1860元/hm2。免耕、水稻栽后麦秸覆盖还田的水份生产率为1.26 kg/m3,比CK高0.22 kg/m3,灌溉水的稻谷生产率比CK高0.47 kg/m3。免耕、覆盖、水稻抛栽不节水,但省工节本,增效840~1110元/hm2。     

滨州市城区"碧水工程"建设实践

滨州市属资源性缺水城市,人均占有水资源量仅183m3.为了满足经济发展和居民生活用水需求,每年从黄河引水1.5亿m3.黄河是著名的多泥沙河流,滨州段最小年均含沙量4.24kg/m3,城区年引黄挟沙入城量达60余万m3.由于泥沙长期未得到科学处理和有效利用,大部分淤积在水工程内,弱化了水工程功能,影响了城市防洪、供水,恶化了环境.本文通过分析泥沙造成的危害,评价了实施"碧水工程"的防洪、供水、土地增值及生态效益.     

杭州下沙金沙湖从钱塘江四格取水的保证率研究

从感潮河段取水时,其保证率受潮汐影响显著。根据钱塘江河口潮水位、含氯度和含沙量的变化特点,提出了综合保证率计算方法。以实测资料为基础,建立了钱塘江四格与固定水文站七堡的水位、含氯度的相关关系,插补延长了四格1997-2008年长系列水位、含氯度资料,分析得到从四格取水水位大于3.12m的保证率为93%,含氯度不大于0.25×10~(-3)的保证率为84%;通过建立四格大中小潮含沙量与历时的关系,分析得到四格含沙量不大于0.2kg/m~3的保证率为79%;最后得到金沙湖从四格取水的综合保证率为72%。     

含沙量对坡面流水动力学特性的影响研究

基于系列室内水槽冲刷试验,定量研究了在9°坡度、不同流量条件下含沙量对坡面流水动力学参数的影响。结果表明:随含沙量增加,水流雷诺数Re减小,水流紊动强度减弱。弗劳德数、水流流速及流速修正系数α随含沙量增加先呈减小趋势,当含沙量S>300 kg/m3时,各值均突然增大,并随含沙量的进一步增加趋于稳定,表明此时水流型态发生变化,α均值为0.554。含沙水流和清水水流能量损失比较标准不同,得到的结论也不相同。当S<300 kg/m3时,以相同Re或相同单宽流量作为比较标准,含沙水流阻力系数均大于清水对应值;当S>300 kg/m3时,以相同的Re作为比较标准,则含沙水流阻力系数小于清水对应值,以相同的单宽流量作为比较标准,则含沙水流阻力系数大于清水对应值。     

黄河河龙区间洪水泥沙关系分析

【目的】深入了解近年来黄河泥沙变化规律,保障引黄工程的安全运行。【方法】对2006—2015年黄河吴堡、龙门水文站洪水特征资料进行了分析研究,【结果】月最大含沙量大于10 kg/m~3时段集中在3月桃花汛和汛期(6—9月),汛期泥沙量远大于3月水平,同期龙门站最大含沙量水平高于吴堡站;洪水过程径流总量与含沙量相关性并不显著;河龙区间上下游泥沙输移过程存在一定相关性,但龙门站较吴堡站更多呈现自然河道属性。【结论】黄河突发增沙原因不只局限于洪水激增,黄河调水调沙等人类活动对水流携沙突增影响不容忽视。不同水文站局部性暴雨所形成的短历时增沙现象的水文系列过程呈现随机性。     

三峡水库夏季支流水体营养状态及趋势预测

2004年夏季,对受三峡水库蓄水影响的12条次级河流库湾夏季水体营养化程度进行了调查。DO含量范围在2.20~10.1 mg/L;透明度范围在0.1~1.0 m;CODMn范围在1.60~9.79 mg/L;TN范围在0.72~5.27mg/L;TP范围在0.013~0.369 mg/L;叶绿素a范围在1.54~20.0 mg/m3。综合营养状态指数法评价的结果表明,各条次级河流的综合营养状态指数范围为39.2~69.2,其中8条河流达到富营养化水平,4条中营养。运用模型预测了三峡水库175 m蓄水后叶绿素a含量,范围在8.73~33.6 mg/m3,其中10条支流达到富营养化水平,2条为中营养。表明三峡水库支流水体富营养化程度将有加重趋势。     

多泥沙水源小型泵站进水防淤措施探讨

1 提出问题海安县河南高沙土地区属长江流域,现有耕地面积174(km)~2,地面高程多在5.0m左右(废黄河零点,下同),河道正常水位2.05m,历史最低水位0.59m。该地成土母质为长江沉积物,土质较砂,水土流失严重,河道极易淤积,河流含沙量较大,灌溉季节每立方米水中含沙量50～150kg,严重影响了河道两岸抽水站的正常运行。     

水轮机的磨蚀失效特性

为了用更加科学的方法防治和减轻黄河流域水电站的泥沙磨蚀,有必要采用真实的黄河原型沙对水轮机材料的磨蚀失效特性进行研究．采用郑州花园口的黄河原型沙,在实验室条件下,以黄河三门峡水电站的实际情况为基础,通过测定3种不同泥沙含量、6种不同流速条件下2种水轮机材料1Cr18Ni9Ti和ZG0Cr16Ni5Mo的磨蚀失重量和磨蚀失重率,并对试验结果进行定性和定量分析,获得了水轮机在黄河原型沙环境下磨蚀量与磨蚀时间、磨蚀量与流速、磨蚀量与含沙量之间的关系及其回归式,并得到了2种试验材料的磨蚀失效特性的数学模型．试验结果表明：在含沙量相同的情况下,无论哪种材料,其磨蚀失重量均随着流速的增大而增大;在流速相同的情况下,材料的失重量随着流体含沙量的增大而增大;磨蚀随着时间的延续而增大．由回归式可知,在黄河原型沙和水动力学环境下,金属材料的磨蚀量大约与流速的3次方、含沙量的1次方和时间的1次方呈正比．     

多级复合网式过滤器水力性能试验研究

多级复合网式过滤器是将不同目数的滤网(50、80、120目)集成在同一壳体以增加其过滤效果的微灌用过滤器。【目的】研究该过滤器性能。【方法】开展清水试验,考察过滤器清洁压降变化;开展浑水试验,以流量和含沙量为因素,其中,流量设置18、22、26m³/h,含沙量设置0.07、0.10、0.13g/L,考察水头损失、流量、浊度等指标变化规律。【结果】清水试验时,过滤器清洁压降曲线符合幂函数关系,拟合系数0.9999;浑水试验时,流量起初较稳定,约18~30min后出现拐点而急剧下降;相对应的,过滤器水头损失则起初稳定,出现拐点后急剧增大,流量和含沙量越大,流量和水头损失变化的拐点出现越早,过滤周期越短,过滤器发生堵塞的时间越短,但发生堵塞后,浊度出现降低趋势,预示过滤效果更好。【结论】新研发的多级复合网式过滤器(壳体内径370 mm,高720mm)水力性能变化规律与单一网式过滤器类似,而且过滤周期较长,过滤精度较高,适用于微灌系统。     

晚播冬小麦限水灌溉对水分生产率的影响

在2006~2007年利用抗旱节水新品种与高产优质新品种,进行了大田限水灌溉和充分灌溉的对比试验。结果表明,适期晚播处理的冬小麦全生育期浇2~3次水,总耗水量平均3244.5 m3/hm2,产量平均7903.5kg/hm2,水分生产率高达2.432 kg/m3,比充分灌溉(耗水量4481.1 m3/hm2,实产6644.4 kg/hm2,水分生产率1.483 kg/m3)提高0.949 kg/m3,居国内外同类研究领先水平。     

春季敏感时期三峡库区典型支流富营养化评价

基于2014年4月对三峡水库库首9条支流水环境监测分析结果,使用改进的综合营养状态指数法对其水体营养化状况进行分析和评价。结果表明:支流水体中的总氮含量范围为0.450~3.208 mg/L;总磷含量范围为0.001~0.329 mg/L;叶绿素浓度范围为0.737~184.610 mg/m3;透明度范围为0.2~4.5 m;高锰酸盐指数范围为1.032~5.451 mg/L,综合营养指数从库区下游到库区上游有递减趋势。     

不同掺量碳纤维珊瑚混凝土力学性能试验研究

针对珊瑚混凝土强度低和氯盐含量高的缺点，研究了水灰比为0.4，碳纤维掺量分别为1kg/m3 、2kg/m3 、3 kg/m3、4kg/m3的碳纤维珊瑚混凝土在龄期3d、7d、14d、28d时的立方体抗压强度、轴心抗拉强度、抗折强度及弹性模量。试验结果表明：合理的碳纤维掺量对于珊瑚混凝土立方体抗压强度和轴心抗压强度提高有增强作用，但效果不明显，对抗折强度的增强效果显著，弹性模量提高不大；2kg/m3为碳纤维珊瑚混凝土的较适宜纤维掺量。     

砂石过滤器过滤效果影响因素试验研究

【目的】研究不同因素对砂石过滤器过滤效果的影响。【方法】本文开展室内过滤模型水力学试验,选择不同滤层厚度、原水含沙量、过滤速度,对比过滤后水样浊度、颗粒质量浓度、水头损失。【结果】随着滤层厚度的增加,过滤后水样浊度呈递减趋势,原水含沙量的变化与过滤后水样浊度呈正相关,过滤速度的变化对浊度影响较弱。滤层厚度60 cm条件下水样颗粒质量浓度与其滤层他厚度差异显著,原水含沙量0.8‰条件下水样颗粒质量浓度与其他原水含沙量差异显著,而过滤速度对颗粒质量浓度影响同样较弱。过滤速度与水头损失呈正相关,不同滤层厚度条件下水头损失差异不显著,不同原水含沙量条件下水头损失差异显著。【结论】滤层厚度、原水含沙量对水样浊度、颗粒质量浓度影响显著,过滤速度影响较弱;过滤速度、原水含沙量对水头损失影响显著,滤层厚度影响较弱。     

卧式自清洗网式过滤器排污时间试验及计算

通过对型号为8GWZ-200的卧式自清洗过滤器排污时间进行试验,获得了4种流量(220,200,180,160 m³/h)、6种含沙量(0.006,0.013,0.015,0.018,0.027,0.063 kg/m³)这2种条件下排污口含沙量随排污时间变化的试验结果.分别分析了相同流量不同含沙量以及相同含沙量不同流量条件下,排污口含沙量随排污时间的变化规律,结果表明:排污口含沙量均随排污时间先增大后减小,最后趋于稳定,进而得到排污时间的最小值应为14 s.根据质量守恒建立了排污时间的计算方法,并根据试验结果,对排污时间进行了计算,结果表明:计算得到的过滤器排污时间为15~47 s.结合排污时间试验结果,最终确定卧式自清洗过滤器排污时间为15~30 s.该结果与已有过滤器试验结果和实际工程运行结果均一致,完全可以用于实际工程中卧式自清洗网式过滤器排污时间的确定.     

动水条件下分离鳃水沙分离效率的分析

采用物理模型试验方法,开展了相同含沙量下不同流量的分离鳃和普通管水沙分离效率试验。试验结果表明:动水条件时,分离鳃中也出现了垂向和横向异重流现象;当含沙量为10kg/m^3时,分离鳃在浑水进口流量为0.3、0.5、0.7、0.9、1.1m^3/h条件下,水沙分离效率是普通管的1.03~2.26、1.16~2.45、1.30~2.70、1.58~3.85、1.65~1.60倍;分离鳃的最佳浑水进口流量为0.9m^3/h,水沙分离效率可达34.12%,耗水率为5.78%;浑水进口流量为0.3~0.9m^3/h时,分离鳃水沙分离效率随时间的变化可分成缓慢增加、快速增加、缓慢增加3个阶段,而浑水进口流量为1.10m^3/h时仅有缓慢增加阶段。