南水北調(diào)工程突發(fā)水污染收集與處置過程的流動模擬.pdf

1、南水北調(diào)輸水過程中必須保證水質(zhì)安全。南水北調(diào)中線渠道大部分是明渠，同時東線以京杭大運河為主河系眾多，輸水過程中長距離開敞水面的存在使得突發(fā)水污染的隱患很大。本文以南水北調(diào)輸水渠道突發(fā)水污染事件為研究對象，以漂浮性油污和可溶性污染物為代表，研究固定式和移動式處置裝置的水力學(xué)特性，并對其工作過程中的抽取收集范圍、流動工況和受力情況等進(jìn)行了分析，從而為應(yīng)急響應(yīng)處置的合理設(shè)置提供相應(yīng)的技術(shù)支持。
　　本文首先針對大面積的溢油事故，選擇動態(tài)

2、曲面式收油機作為模擬對象，通過模擬研究其工作時水面上浮油流動變化情況和油膜破裂情況，分別對單一收油機工作時收集油污的效果和加上圍油欄后回收油污的變化情況作了對比。針對渠道存在突發(fā)成品油污染的可能情況，利用應(yīng)急處置船上安裝的除污泵和吸附流化床，跟蹤抽取污染團。通過模擬掌握在不同工況下油膜流動情況與破裂程度。隨后對水面波動情況下移動應(yīng)急船的油污收集效果進(jìn)行了模擬，為在長輸渠道中突發(fā)水污染事故的情況下，使用移動應(yīng)急船進(jìn)行處置的可行性提供了參考

3、。
　　南水北調(diào)輸水渠道突發(fā)水污染時，急需利用移動處置裝置高效、迅速地去除污染物以保障供水安全，為此必須設(shè)計新型處置裝置。本文完成了該新型處置裝置的水力計算和工況分析部分工作，通過適當(dāng)選擇潛水泵型號和流化床參數(shù)，來進(jìn)行涉及抽水管長度、間距和抽水速度等多因素下的九種布設(shè)方案下的流動分析，通過FLUENT模擬研究各處置方案的優(yōu)劣，得出了多臺潛水泵聯(lián)合工作時的速度分布情況和抽水作用范圍，從而對處置裝置在不同方案下的布設(shè)情況進(jìn)行了優(yōu)化分析

4、。根據(jù)上述模擬得出的數(shù)據(jù)，基于多元非線性回歸方法，建立了適合實際渠道中突發(fā)水污染時快速計算此裝置合理布設(shè)方案的經(jīng)驗公式。
　　突發(fā)水污染事故中固定處置是非常重要的手段，據(jù)此研發(fā)的固定懸掛式吸附點陣方案，可以保證在不中斷輸水情況下實現(xiàn)污染物的部分去除。本文以南水北調(diào)中線京石段（白云莊橋至蒲陽河節(jié)制閘間渠段）為例，針對2014年3月實施的“水質(zhì)水量多目標(biāo)調(diào)度及應(yīng)急調(diào)控技術(shù)與示范項目”工程示范渠道，進(jìn)行了固定懸掛式吸附點陣在渠道通水運行

5、時多種工況下處置方案的設(shè)計。并對每一種處置方案對應(yīng)不同通水工況下吸附點陣的受力情況進(jìn)行了分析和計算，得出了懸掛固定吸附點陣的鋼索最大張力值和錨索的受力情況，確定了其安全荷載范圍和懸掛吸附簾的面積，為吸附點陣方案能否在不同輸水流量下的安全固定提供了科學(xué)依據(jù)，而這正是該固定處置方案能否實施的關(guān)鍵。并計算了吸附點陣布置渠道后可能引起的上游壅水高度和壅水長度，保證該處置方案在工程上實施的同時不會對渠道自身結(jié)構(gòu)安全造成破壞。最后在對工程示范結(jié)果總