給水管網(wǎng)的污染物入侵流量模型研究.pdf

1、當(dāng)給水管網(wǎng)內(nèi)發(fā)生負(fù)壓時(shí)，埋地管道周圍環(huán)境中含有污染物的地下水會(huì)通過管道上的破損口侵入管網(wǎng)內(nèi)部，對(duì)飲用水造成污染。侵入管網(wǎng)的地下水的體積流量的估算對(duì)用戶暴露風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估具有重要作用。目前在計(jì)算入侵流量時(shí)常用的孔口公式未能考慮管道周圍土體的影響。本文針對(duì)負(fù)壓驅(qū)動(dòng)下侵入埋地管道破損口的地下水的流量估算問題，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究與理論分析，重點(diǎn)考慮破損口周圍土體對(duì)入侵流量的影響。
　　第三章通過實(shí)驗(yàn)研究管道周圍的多孔介質(zhì)對(duì)孔口入侵流量的影響。由于

2、含有污染物的地下水與普通的水具有相同的流動(dòng)特性，所以本文實(shí)驗(yàn)均采用普通水進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)采用2種孔徑，3種多孔介質(zhì)，分別研究了小孔所處表面形式（平面/曲面）、小孔周圍的多孔介質(zhì)以及大雷諾數(shù)對(duì)入侵流量的影響。第四章考慮流速、孔徑和多孔介質(zhì)滲透性等多種因素的影響，實(shí)驗(yàn)研究了孔口水頭損失和多孔介質(zhì)水頭損失。在第五章中，將多孔介質(zhì)中的三維滲流與孔口入流相結(jié)合推導(dǎo)了污染物入侵流量改進(jìn)模型。模型考慮管道物理邊界的影響對(duì)透水區(qū)域進(jìn)行修正，改進(jìn)了已有模型中幾

3、何修正系數(shù)的取值方法，本模型中多孔介質(zhì)水頭損失部分的流量線性項(xiàng)系數(shù)降低了40％～60％，流量二次項(xiàng)系數(shù)降低了70％～80％。第六章進(jìn)行了三維滲流條件下的圓孔入侵實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證入侵流量改進(jìn)模型的準(zhǔn)確性。
　　通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，可得主要結(jié)論如下:(1)小孔周圍的多孔介質(zhì)可以使小孔流量系數(shù)發(fā)生改變，且使入侵流量與孔徑、多孔介質(zhì)滲透性及流動(dòng)雷諾數(shù)有關(guān);(2)孔口流量系數(shù)根據(jù)雷諾數(shù)的不同呈現(xiàn)出分區(qū)的變化特點(diǎn);(3)孔口流動(dòng)雷諾數(shù)較大時(shí)，流