城市供水管網(wǎng)節(jié)點混合規(guī)律研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加快，飲用水安全問題受到人們越來越多的關(guān)注。城市供配水系統(tǒng)中普遍存在的出廠水水質(zhì)達(dá)標(biāo)而用戶水水質(zhì)往往不合格的現(xiàn)象，而目前的城市供配水管網(wǎng)水質(zhì)模擬基于節(jié)點水質(zhì)瞬時完全混合假設(shè)，造成現(xiàn)有水質(zhì)模型計算結(jié)果與實際工程觀測存在較大差異。本文的目的是總結(jié)節(jié)點混合水質(zhì)規(guī)律，建立節(jié)點混合水質(zhì)數(shù)學(xué)經(jīng)驗公式，改進(jìn)現(xiàn)有節(jié)點混合水質(zhì)模型，精確預(yù)測城市供配水管網(wǎng)中污染物質(zhì)在濃度和總量上的時空分布，進(jìn)而實現(xiàn)管網(wǎng)中水質(zhì)監(jiān)測點的準(zhǔn)確

2、定位、水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)的預(yù)測、多水源供水時水源污染水源的識別和風(fēng)險評估等。
　　本研究對城市供配水管網(wǎng)中常見的H節(jié)點和雙 T節(jié)點進(jìn)行研究，首先定義節(jié)點混合水質(zhì)程度評判指標(biāo) f*，用于定量描述節(jié)點混合水質(zhì)程度。用FLUENT軟件對兩種節(jié)點的入流雷諾數(shù)比、出流雷諾數(shù)比、管徑以及兩入流和兩出流之間的距離四種參數(shù)作不同工況下的模擬研究，結(jié)果證明，管徑D對兩種節(jié)點的水質(zhì)混合程度影響不顯著，進(jìn)行管網(wǎng)節(jié)點混合水質(zhì)研究時幾乎可以忽略管徑 D的影響，而

3、入流雷諾數(shù)比、出流雷諾數(shù)比與兩入流和兩出流之間的距離對管網(wǎng)節(jié)點混合水質(zhì)程度有明顯的影響。同時對3×3小型管網(wǎng)中水質(zhì)混合進(jìn)行CFD數(shù)值模擬，研究管網(wǎng)中不同水流流量情況下水質(zhì)的空間分布。
　　構(gòu)建實驗室管網(wǎng)節(jié)點實驗平臺，對管網(wǎng)節(jié)點混合水質(zhì)進(jìn)行實際的操作模擬，用以驗證 CFD數(shù)值模擬結(jié)果，同時為節(jié)點混合水質(zhì)數(shù)學(xué)經(jīng)驗公式的建立提供科學(xué)依據(jù)。將節(jié)點連接處的管段直徑作為輔助研究對象，對入流雷諾數(shù)比、出流雷諾數(shù)比與兩入流和兩出流之間的距離對節(jié)點

4、混合水質(zhì)的影響進(jìn)行重點研究分析。實驗?zāi)M有效驗證了數(shù)值模擬結(jié)果，同時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩入流和兩出流之間的距離越大，節(jié)點混合水質(zhì)程度越充分，當(dāng)達(dá)到一定程度時，節(jié)點水質(zhì)幾乎接近于瞬時完全混合。搭建3×3小型管網(wǎng)節(jié)點混合實驗平臺，通過控制兩入流不同流量對管網(wǎng)中水質(zhì)的空間分布進(jìn)行研究分析，并將實驗?zāi)M結(jié)果與 CFD數(shù)值模擬和EPANET節(jié)點混合水質(zhì)模型模擬進(jìn)行比較，結(jié)果證明，管網(wǎng)中水質(zhì)的實際混合情況更接近于非完全混合，與CFD數(shù)值模擬結(jié)果趨于一致而與E