薄壁堰式智能流量监测装置的设计及其应用

在海绵城市建设中,雨水径流流量是一项重要的基本参数。但由于径流雨水的水头低、流量不稳定等特点,使得雨水径流流量测量难度很高。针对雨水径流流量测量难的问题,设计出1种薄壁堰式智能流量监测装置。该装置基于三角形薄壁堰测流原理,结合1种水位实时监测模块,实现雨水径流流量的在线实时监测。水位测量是利用阿基米德原理,通过力传感器将内置的圆柱体浮筒所受浮力转化为薄壁堰的堰上水头高度,再通过三角堰流量率定公式,计算得到被测流量。通过物联网技术,将数据实时发送到网站,实现在线监测。对设计的三角堰进行率定,流量为0. 5871～6. 4741 L/s,率定实验结果表明,所建立的拟合公式R~2=0. 9983,相对误差<4. 7%,具有良好的测量效果。将装置应用于某海绵城市建设园区内进行测试,能很好地记录降雨过程中径流流量以及流量的变化、峰值时间等参数,并且满足精准度的要求,在海绵城市建设和信息化建设中具有广阔的应用和推广前景。     

自然失水条件下土壤的入渗特性研究

下凹绿地、雨水花园等生物滞留设施可参与雨水和地表径流的自然下渗与调节,是海绵城市建设的重要组成部分,雨水入渗对削减雨水外排具有重要作用。目前对土壤渗流的设计主要基于达西定律,但对非饱和土壤来说,达西定律并不广泛适用。对不同初始含水率土壤进行变水头渗透试验,得出其变水头渗透速度与时间的关系,并与达西定律计算结果进行对比,变水头渗透速度与时间的关系式可为海绵城市中土壤入渗的设计计算提供参考。     

城市道路生物滞留带溢流口设计方法探讨

随着生物滞留技术在海绵城市建设中的广泛应用,生物滞留带的优化设计已成为研究热点之一,其中溢流口的合理设计对生物滞留带的雨水径流控制效果和稳定运行具有重要意义。在实际工程应用中,由于缺少溢流口相关水力特性及设计计算方法的系统研究,往往直接把城市道路雨水口移至生物滞留带作为溢流口。然而生物滞留带溢流口与城市道路雨水口水力特征存在较大区别。针对上述问题,通过对生物滞留带溢流口水力特性的分析,计算了常见溢流口的过流能力,并举例对其工程应用选型及设计方法进行了分析,以期为生物滞留带溢流口的优化设计提供依据。     

植草沟专用堰的设计与率定研究

植草沟是海绵城市建设中一种重要的转输设施,但现有的计量方法难以直接测定植草沟流量,因而提出利用薄壁三角堰,并通过设计一种与植草沟贴合的堰槽方式来测定植草沟的过流流量,使用此设施不仅可以监测植草沟进出口流量,还可以在不破环植草沟结构的前提下测定植草沟内任意一段的流量。采用直线边坡加圆弧底方式构建了非常规堰槽结构、直角三角形开口方式,实验率定了堰上水头与流量之间的曲线,并与既有公式进行对比。结果表明:相同堰上水头条件下,直角三角堰用既有公式计算出的流量值小于该堰槽方式下的实测值,且相对差值较大,实验范围内最大差值达25. 9%,因此既有计算公式不能直接用于流量计算,而必须进行率定。通过率定拟合公式计算出流量与实测流量相对误差的绝对值在5%左右,计量精度能满足工程要求。     

雨水明渠流量测量常用设备及其选型

雨水明渠流量测量是雨水监测中不可忽视的一项基本工作。为准确评估城市地表径流负荷、研究场地雨水特性,可在雨水明渠中设置量水装置对流量进行有效计量,其测量方法以量水堰槽最为有效。文章对几种较为常用堰槽的流量计算方法、设备特征及其适用范围进行了对比分析,并剖析雨水明渠流量测量存在的问题和要点,在此基础上,对雨水明渠流量测量设备选型进行了探讨。     

城市浅水湖泊雨水溢流总磷输运的数值模拟

从三维对流-扩散-反应方程出发,根据雨水箱涵溢流入湖总磷形态特性,推导雨水溢流进入城市浅水湖泊后二维总磷的输运方程,并与浅水流动方程结合,建立城市浅水湖泊平面二维水流-水质总磷的数学模型.模型通过深圳荔枝湖实测资料验证,计算结果较好.用此模型计算设计降雨强度28 mm/h历时1 h情况下,雨水径流通过箱涵溢流进入荔枝湖和湖水混合后总磷输运情况,分析了入湖雨水总磷归趋.结果表明,溢流入湖TP通量为15.385 kg,其中62.3%掺混在水体中,28.1%沉积到表层底泥;污染后的湖水通过水污染治理工程连续运行3.0 d可将荔枝湖TP恢复到雨前初始浓度水平.     

溢流堰形态对水体营养盐及有机污染的影响

定期监测两种不同形态的溢流堰坝体上下点的溶解氧及水质变化,研究溢流堰形态对水体营养盐及有机污染的影响。结果表明:两种不同形态的溢流堰均可较好地提高水体的DO含量,且阶梯式溢流堰较斜面式溢流作用明显;高锰酸盐指数IMn、NH3-N、TP含量均减少,平均去除率阶梯式溢流堰均优于斜面式溢流堰。     

海上溢油堰式回收技术的原理与改进

堰式回收技术在海上溢油污染治理中应用广泛。应用堰过流理论对堰式撇油器中回收堰的过流性能进行分析,确定薄壁回收堰发生过流不稳而导致回收效率变差的原因,提出应用曲线形实用堰代替薄壁堰以改进回收堰的过流稳定性和回收速度,并给出曲线形实用堰的设计方法,为堰式撇油器实现溢油的快速高效回收奠定了理论基础。     

雨水花园设计要点剖析与应用实例

雨水花园是一种有效的雨水最佳管理实践措施,也是我国海绵城市建设优先推荐选用的技术措施,可有效净化雨水中的污染物,并实现水文削峰与调控功能,具有良好的景观效应和生态功能。首先根据不同区域与规模介绍了雨水花园的布局形式,然后结合不同应用条件,详细剖析了雨水花园蓄水层、过滤介质层、植物、进水与溢流系统等主要构造,并对比分析了雨水花园面积常用的确定方法;最后解析了墨尔本中心街道雨水花园设计实例,以期为国内雨水花园的设计提供参考。     

新型烟气脱硫净化装置(LAPD)脱硫效率的实验研究

新型烟气脱硫净化装置(LAPD)是一种复合净化机理的针对中小型燃煤工业锅炉的脱硫除尘一体化装置,通过单因素实验分析了不同溢流口液面高度、不同环形管高度、不同吸收浆液pH值、不同进气温度对LAPD脱硫效率的影响;并设计正交实验建立了LAPD的最佳工况参数应用标准.     

双浮箱滗水器的设计

针对现有滗水器的不足,设计了具有内、外浮箱和对称堰口的无动力滗水器。其外浮箱侧壁下铰接堰盖,堰盖与集水槽壁上端之间形成堰口。滗水器漂浮所需浮力,非滗水阶段由内浮箱提供,滗水阶段由外浮箱提供。滗水堰口始终处于液面下,堰盖所受浮力的改变将驱使堰盖转动而控制堰口的开、闭。提出了外浮箱侧壁浸没深度与堰口负荷的关系式。制作了2．1m长的样机,其滗水负荷为0．037m3／（m·s）,样机运行试验效果良好。     

均匀入流沟渠的流量与沿程水深变化规律

近年来,在城市建设过程中,广场、公园、城市道路等区域大量采用线性排水沟或缝隙排水,有沿程入流的沟渠为非均匀流,因此,在上述排水方式中普遍采用的谢才公式计算方法会产生较大误差。针对上述问题,采用物理模型方法,研究了沿程均匀入流对明渠恒定流水面曲线的影响,提出了不同坡度、渠底宽度和壁面粗糙度条件下的水面曲线,并与谢才公式计算结果进行了比较。结果表明:在各实验工况条件下有沿程入流时,沟渠内水面曲线均沿程增加,与谢才公式计算结果有明显差异,并进一步拟合出流量-水深的计算关系公式。上述研究成果对研究和优化道路边沟、线性排水等沿程均匀入流沟渠的水力断面设计计算具有重要意义。     

积分比值法计算室内火灾烟气层分界面高度值的研究

在室内火灾双区域模型中,对火灾烟气层分界面高度值的判定具有重要意义,对其计算方法进行了研究。鉴于烟熏痕迹法和N百分比法存在的主观性和经验性的局限,介绍了一种积分比值法,给出了计算公式并采用Fortran95实现了编程计算。通过FDS5.0模拟了一种火灾场景,根据模拟得到的不同高度处的温度均值,应用积分比值法计算出了烟气层高度值,并将其与模拟得到的烟气层高度值进行了比较,结果表明两者较为吻合,应用积分比值法计算烟气层高度是可行的、准确的。     

有限水域棒束附连水质量计算方法

目的给棒束型核反应堆等类似结构的抗冲击性能设计提供一定理论依据。方法首先通过势流理论计算得出单棒速度势,再利用泰勒展开和坐标变换数学方法计算得出棒束在流体中产生的总势,继而导出棒束的附连水质量。结果从公式中获得了棒束附连水质量与棒距边界距离、棒间距、棒数及棒各阶模态之间的相互关系。结论该公式经有限元仿真计算和试验验证是合理的,可作为棒束型反应堆等类似结构抗冲击设计的依据。     

声屏障高度对高铁(客运专线)降噪效果的影响

为探究声屏障高度对高速铁路降噪效果的影响,建立了高速铁路声屏障降噪模型.以武广客运专线某试验段为模型参照对象,采用有限元软件ANSYS和声学软件SYSNOISE,对不同条件下不同高度的直立型声屏障的降噪效果进行了仿真模拟.结果表明:列车的运行速度越大,声屏障的降噪作用越不明显;在同一运行工况下,桥梁区段声屏障的降噪效果不如路基区段声屏障.通过MATLAB数值拟合,发现各观测点的声衰减值是与声屏障高度有关的对数函数;随着声屏障高度的增加,声屏障的插入损失不是成线性比例的增加,插入损失函数的增长速率越来越小.在同时考虑降噪需要和声屏障成本的情况下,高速铁路路基区段声屏障的合适高度为3.45~3.95m;桥梁区段声屏障的合适高度在3.15m以上,在高速运行工况下,桥梁区段声屏障的高度还需增加.     

环形粉末预制坯压制规律研究

研究了环形粉末预制坯压制过程中压力和密度变化规律。通过力学分析建立了环形粉末预制坯压制力学模型,导出了6种压制方式下压制力沿预制坯高度分布规律,建立了统一的压制力分布计算公式,并计算了环形粉末预制坯下端面的最小压制力。基于黄培云粉末压制理论,导出了环形粉末预制坯相对密度沿高度分布计算公式,以及环形粉末预制坯上下端面密度的比值。     

合流制排水系统溢流调蓄技术研究及应用实例分析

排水系统雨天溢流对受纳水体的污染已日益受到关注。合流制排水系统溢流调蓄技术是控制面源污染．削减污染负荷的一项关键技术。建设调蓄池以减少排江污染负荷是重要的工程措施之一。文章介绍了调蓄池的原理和作用。并结合上海的实际情况，分析阐述了调蓄池的计算方法，为合流制排水系统面源污染控制提供技术支持，并可总结推广应用于上海及其他城市合流制排水系统污染物控制工程。     

三峡库区大石板滑坡涌浪预测

以三峡库区大石板滑坡为例,运用经验公式法和条块运动学分析法两种涌浪计算方法,预测滑坡不同工况下的滑动速度、初始涌浪最大浪高及滑坡入江体积,结果表明该滑坡最大入江体积为420.44万m3,最大初始浪高达21.42 m,涌浪灾害严重,计算结果为其防灾减灾工作提供了科学依据.     

火箭弹多模导引头对复杂气象环境适用性研究

目的计算分析火箭弹多模导引头对复杂气象的环境适用性,为作战使用提供参考。方法采用气溶胶衰减计算公式,建立探测距离与波长、相对湿度、能见度关系,运用MATLAB计算光学成像系统在雾霾条件下的探测距离。依据约翰斯顿准则计算光学探测设备一定高度上对目标的捕获识别概率,从而判断有云环境条件下,云底高度对探测设备的影响。根据毫米波雷达最大作用距离模型和雨滴特性,建立其降雨衰减模型,计算分析降雨率对毫米波雷达探测距离的影响。结果获取了雾霾条件下探测距离随相对湿度和波长的变化规律,确定了有云条件下导引头对云底高度的最低要求,绘制了降雨条件下毫米波雷达对不同目标的探测距离随降雨率的变化曲线。结论火箭弹多模复合导引头充分发挥了不同探测设备的优势,对复杂天气环境具有较好的适用性。