淹没效应对不同类型琴键堰泄流特性的影响

为了探究琴键堰在淹没出流条件下的泄流情况及对淹没效应的敏感性，该研究在矩形水槽中对四种琴键堰基本体型（A型：上下游均倒悬；B型：上游倒悬；C型：下游倒悬；D型：上下游均无倒悬）进行了物理模型试验，分析琴键堰在淹没出流条件下的流态随下游水位的变化过程，得到其上下游堰上总水头之间的关系及淹没系数，并进一步分析四种琴键堰对淹没的敏感性以及比较四种琴键堰在淹没出流条件下的泄流量和泄流效率。试验结果表明，随着下游水位的壅高，四种琴键堰堰后依次出现了淹没后的冲击射流、破碎（表面跳跃）、表面波和表面射流流态；在来流量相同的情况下，C型和D型琴键堰在淹没系数S≥0.6时，逐渐发生淹没，且其流量折减系数随淹没系数的增大而减小，而B型和A型琴键堰分别在S≥0.15和S≥0.2时提前进入淹没状态。四种不同体型琴键堰的临界淹没度（Sm）分别为：A型0.5、B型0.3、C型0.7、D型0.65。对比看来，仅具有上游倒悬结构的B型琴键堰对淹没最为敏感，其次是具有对称倒悬结构的A型，而向下游的倒悬结构可以延缓上游的淹没；四种不同类型琴键堰的淹没泄流效率受"对淹没的敏感性"和自由出流泄流效率两个方面的综合影响。研究成果可为完善琴键堰堰流理论、推动其在明渠及河道中的应用提供技术支撑。     

斜坡渐扩形节流槽对比例阀微动特性影响研究

针对现有U形节流槽的比例阀在小开口处，阀口过流面积变化梯度较为剧烈、流量增益较大，导致比例阀在小开口时会产生启动不平稳、响应速度较慢和流量控制精度较低的问题，提出一种节流槽形状为斜坡渐扩形的新阀芯。通过理论计算和模拟仿真的方法，对比分析了U形节流槽和斜坡渐扩形节流槽的过流面积变化梯度以及不同阀口开度下的位移特性、流量特性和阀口流动特性。由仿真结果可知，相较于U形节流槽，斜坡渐扩形节流槽在阀口开度为1mm时，阀芯位移响应时间缩短0.04s；在阀口开度为2mm时，阀芯位移响应时间缩短0.07s。且斜坡渐扩形节流槽在阀口开度较小时，稳态液动力更小，流动状态更稳定，造成的流动损耗也更小。最后进行了试验验证，由试验结果可知，斜坡渐扩形节流槽阀芯位移响应时间缩短0.08s，且阀芯流量响应特性曲线的线性度更好。通过对仿真和试验结果的对比分析可知，当节流槽形状为斜坡渐扩形时，阀芯在小开口处过流面积变化梯度较小，流量增益较为平稳，从而提高了阀的启动平稳性、响应速度和流量控制精度，改善了比例阀微动特性。     

陕西省畜禽粪尿养分资源及耕地负荷分析

研究陕西省畜禽粪尿养分资源情况及其环境污染风险。基于统计年鉴及相关文献,估算畜禽粪尿随时间变化、区域分布和耕地负荷,系统分析畜禽粪尿环境污染现状。2009—2017年间,陕西省畜禽粪尿资源呈先增后降的变化趋势,2014年畜禽粪尿资源量和养分量分别是7118.36×10⁴、86.76×10⁴ t,为历年最大值。畜禽具有地域性特点,陕北、关中和陕南分别以羊、牛、猪养殖为主,全省畜禽粪尿负荷为22.36 t/hm²,氮、磷、钾养分负荷分别为111.59、58.56、104.22 kg/hm²,畜禽粪尿养分总量约为农用化肥施用量的35.63%。陕西省畜禽粪尿总体在环境承载力允许范围,杨凌示范区、安康市、汉中市、咸阳市和宝鸡市存在环境污染风险。榆林市、杨凌示范区、安康市、商洛市和汉中市畜禽粪尿养分资源替代化肥潜力大,合理利用能有效推动化肥使用量零增长。     

臂坡对堰槽组合设施测流影响分析

针对堰槽组合设施在遭遇洪水、水位较高时引发的坡脚掏蚀、岸坡冲刷崩塌等问题，将设施两侧堰顶设置一定坡度，形成向槽内倾斜的臂坡，使水流向设施中部集中，减少对两岸边坡的冲蚀。采用水力性能试验的方法，对3种臂坡(0，1/16和1/8)在12种流量(6~61 L/s)条件下的中垂面水深、弗汝德数沿程变化规律、臂坡对设施泄流能力的影响及流量公式进行研究。结果表明:1)3种臂坡下的堰槽组合设施水深沿程变化相似，随着臂坡的增大，中垂线上游水位壅高增大，两侧堰靠近岸坡一侧的堰上水深减小，明显减少了水流对两岸边坡的冲蚀；2)臂坡对临界流断面位置影响较小，集中出现在排淤量水槽梯形窄段的后半段；同一流量下，堰槽组合设施的流量系数随臂坡的增大而减小；同一臂坡下，堰槽组合设施的流量系数随着流量的增大而减小；3)相对水头较小时，流量系数变化明显，相对水头较大时，流量系数相对稳定，将流量系数分为变动流量系数和稳定流量系数2个区，并分别拟合出不同臂坡条件下的流量计算公式，与实测流量相比，臂坡为0、1/16和1/8时，相对误差绝对值的最大值分别为2.22%、2.37%和2.21%，平均相对误差分别为0.88%、0.95%和1.15%。此外，在流量为11 和21 L/s时，臂坡的增大使得流量公式计算值的相对误差由-2.22%降至-0.44%和由2.35%降至-0.24%。综上，臂坡的存在能够减少水流对两岸边坡的冲蚀，对临界流断面的影响较小，增大臂坡还可有效提高堰槽组合设施在小流量情况下的测量精度。