论文部分内容阅读
河渠输水工程包含水工建筑物较多,如明渠、节制闸、倒虹吸等。对于河渠输水工程突发油类水污染事件,掌握油类污染物在河渠内的运移特性和明确油污染范围是快速高效开展污染物应急处置的基础,掌握油类污染物在节制闸和倒虹吸压力进水口前的下潜条件对于控制油污染范围、保证供水与水质安全具有重要意义。针对此,论文开展的主要研究工作如下：(1)基于单渠段二维水动力与溢油数值模拟模型,分析了正常输水工况下油类污染物的运移特征,结合物理模型试验验证提出了油类污染物纵向长度变化率为渠道中间流速的0.5倍,且不受油类污染物的突发位置、风场及河渠边坡系数的影响；突发油类水污染事件后,立即采取闭闸措施,可有效控制油类污染物的纵向长度。由于油类污染物受自身扩展作用的影响,不同闸门关闭时间下,油类污染物的最终纵向长度基本相同；(2)基于河渠分汉口二维水动力与溢油数值模拟模型,模拟分析不同分汊形式、分流流量比与分流宽度比条件下油量在分汊口的分流特性。针对油膜扩展时间对油量分流比例的影响提出了时间修正系数Kt与油膜扩展时间t的关系式。当t<T时,Kt=aln(t)+b,a、b、T是与主河道宽度有关的参数；风对油量分流比例的影响与风速的大小、风向以及风场作用时间有关；油膜在主河道内横向扩展充分条件下,油量分流比例Koil与分流的流量比Q1/Q0速度比V1/V0以及河道宽度比的0.5次方(B1/B0)0.5的乘积KQVB0.5呈正比,关系式为：Koil=1.06KQVB0.5(3)基于油膜下潜运动的三维数值模拟模型,通过物理模型试验验证了数值模型的合理性。节制闸能够有效拦截油膜,保证下游正常供水的输水渠道流速需控制在0.7m/s以下：流速为0.6-0.7m/s时,闸门吃水深度不小于0.5m；流速0.5-0.6m/s,闸门吃水深度不小于0.4m,流速小于0.5m/s,闸门吃水深度不小于0.35m。油膜在倒虹吸进口无漩涡条件下不会下潜；论文研究成果为油类污染物的应急调控及应急处置提供了技术支持。