本文關(guān)鍵詞：入流條件對(duì)異重流形式和運(yùn)動(dòng)特征的影響

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【摘要】：隨著水質(zhì)型缺水的日益嚴(yán)重,水庫(kù)逐漸成為我國(guó)大多數(shù)城市的主要供水水源。在夏季,水源水庫(kù)容易形成垂向水溫正向分層現(xiàn)象,在大量高泥沙含量、高污染負(fù)荷的低溫暴雨徑流進(jìn)入水庫(kù)后,會(huì)形成不同形式的異重流,在水庫(kù)的不同區(qū)域形成高濁度渾水,給取用水源水庫(kù)的水廠的生產(chǎn)運(yùn)行帶來(lái)諸多困難,直接影響城市供水安全。本文利用自行設(shè)計(jì)、制作得模型分層水庫(kù),進(jìn)行了不同入流流速、泥沙含量、泥沙粒徑條件下異重流的形成和演變實(shí)驗(yàn),主要研究成果如下。選取入流泥沙粒徑0.01mm和0.05mm、,泥沙濃度1.25、2.5、3.75、5、7.5g/L,入流速度0.00125、0.0025、0.005、0.0075、0.01m/s,躍溫層溫度梯度約0.3℃/m,分別進(jìn)行單因素異重流試驗(yàn)。在入流泥沙濃度1.25-2.5g/L、入流流速0.00125m/s條件下,異重流表現(xiàn)為表層流;在入流泥沙濃度5-7.5g/L、入流流速0.0075-0.01m/s條件下,異重流表現(xiàn)為潛流;在其他條件,異重流均表現(xiàn)為間層流。異重流的表現(xiàn)形式受入流動(dòng)能和入流與背景水體密度差影響,主要是泥沙顆粒所受重力G,浮力F浮,以及摩阻力和粘性剪切力的共同作用的結(jié)果。根據(jù)泥沙濃度時(shí)空變化和視頻攝像結(jié)果,隨著含沙水流持續(xù)流入水庫(kù),異重流的厚度逐漸增加直至某一時(shí)刻不變,異重流的運(yùn)動(dòng)速度逐漸減小。當(dāng)發(fā)生間層流時(shí),隨著入流泥沙濃度和入流速度的增加,分離點(diǎn)的深度逐漸增加,內(nèi)水躍的高度逐漸減小。入流速度、泥沙濃度和泥沙粒徑對(duì)分層水庫(kù)中表層流、間層流以及潛流的運(yùn)動(dòng)特性均有顯著的影響。泥沙濃度對(duì)表層流和間層流運(yùn)動(dòng)特性的影響規(guī)律相似,隨著泥沙濃度的增加,表層流和間層流的中間位置深度增加,表層流和間層流的厚度增加,表層流和間層流的運(yùn)動(dòng)速度減小;但是對(duì)于潛流,隨著泥沙濃度的增加,潛流的中間位置深度減小,潛流的厚度增加。入流速度對(duì)表層流和間層流運(yùn)動(dòng)特性的影響規(guī)律相似,隨著入流速度的增加,表層流和間層流的中間位置深度增加,表層流和間層流的厚度減小,表層流和部分間層流的運(yùn)動(dòng)速度增加。但是對(duì)于潛流,隨著入流速度的增加,潛流的中間位置深度減小,潛流的厚度增加。泥沙粒徑對(duì)表層流和間層流運(yùn)動(dòng)特性的影響規(guī)律相似,隨著泥沙粒徑的增加,表層流和間層流的中間位置深度增加,表層流和間層流的厚度增加,表層流的運(yùn)動(dòng)速度減小;但是對(duì)于潛流,隨著泥沙粒徑的增加,潛流的中間位置深度減小,潛流的厚度增加。
【關(guān)鍵詞】：異重流 形成 演變 泥沙濃度 入流速度 泥沙粒徑
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TV145
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-24
• 1.1 課題研究背景9-11
• 1.1.1 飲用水源水質(zhì)現(xiàn)狀9-11
• 1.1.2 水資源污染的原因11
• 1.2 異重流的特點(diǎn)以及危害11-13
• 1.2.1 異重流的特點(diǎn)11-12
• 1.2.2 異重流的危害12-13
• 1.3 異重流的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-20
• 1.3.1 異重流的研究13-16
• 1.3.2 水庫(kù)異重流的形成研究16-18
• 1.3.3 分層水環(huán)境異重流的研究18-20
• 1.4 研究目的及意義20-21
• 1.5 主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線21-22
• 1.5.1 主要研究?jī)?nèi)容21
• 1.5.2 研究技術(shù)路線21-22
• 1.6 本研究的特色與創(chuàng)新之處22-24
• 2 試驗(yàn)材料與方法24-31
• 2.1 試驗(yàn)裝置24-26
• 2.1.1 模型分層水庫(kù)24-25
• 2.1.2 電磁流量計(jì)25
• 2.1.3 水泵25
• 2.1.4 進(jìn)水水箱25-26
• 2.1.5 攝像機(jī)26
• 2.1.6 空調(diào)26
• 2.2 試驗(yàn)方案及測(cè)試方法26-29
• 2.2.1 試驗(yàn)方案26
• 2.2.2 取樣及泥沙濃度的測(cè)量26-28
• 2.2.3 初始水溫分層測(cè)量方法28-29
• 2.3 數(shù)據(jù)分析方法29-31
• 3 分層水庫(kù)異重流的表現(xiàn)形式及演變特征31-46
• 3.1 分層水庫(kù)異重流的表現(xiàn)形式31
• 3.2 異重流的演變過(guò)程31-37
• 3.2.1 表層流的演變過(guò)程31-33
• 3.2.2 間層流的演變過(guò)程33-36
• 3.2.3 潛流的演變過(guò)程36-37
• 3.3 受力分析37-39
• 3.4 間層流分離點(diǎn)和水躍高度分析39-44
• 3.4.1 間層流的初始演變過(guò)程39-41
• 3.4.2 分離點(diǎn)分析41-42
• 3.4.3 內(nèi)水躍分析42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 4 分層水庫(kù)異重流運(yùn)動(dòng)特性的影響因素46-57
• 4.1 泥沙濃度對(duì)分層水庫(kù)異重流運(yùn)動(dòng)特性的影響46-50
• 4.1.1 泥沙濃度對(duì)形成表層流運(yùn)動(dòng)的影響46-47
• 4.1.2 泥沙濃度對(duì)形成間層流運(yùn)動(dòng)的影響47-49
• 4.1.3 泥沙濃度對(duì)形成潛流運(yùn)動(dòng)的影響49-50
• 4.2 入流速度對(duì)分層水庫(kù)異重流運(yùn)動(dòng)特性的影響50-53
• 4.2.1 入流速度對(duì)形成表層流運(yùn)動(dòng)的影響50-51
• 4.2.2 入流速度對(duì)形成間層流運(yùn)動(dòng)的影響51-52
• 4.2.3 入流速度對(duì)形成潛流運(yùn)動(dòng)的影響52-53
• 4.3 泥沙粒徑對(duì)分層水庫(kù)異重流運(yùn)動(dòng)特性的影響53-56
• 4.3.1 泥沙粒徑對(duì)形成表層流運(yùn)動(dòng)的影響53-54
• 4.3.2 泥沙粒徑對(duì)形成間層流運(yùn)動(dòng)的影響54-55
• 4.3.3 泥沙粒徑對(duì)形成潛流運(yùn)動(dòng)的影響55-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 5 結(jié)論和建議57-59
• 5.1 結(jié)論57-58
• 5.2 建議58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-67
• 碩士研究生學(xué)習(xí)階段發(fā)表成果67

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本文編號(hào)：848781