給水管網(wǎng)的污染物入侵流量模型研究.pdf

1、當給水管網(wǎng)內(nèi)發(fā)生負壓時，埋地管道周圍環(huán)境中含有污染物的地下水會通過管道上的破損口侵入管網(wǎng)內(nèi)部，對飲用水造成污染。侵入管網(wǎng)的地下水的體積流量的估算對用戶暴露風險的評估具有重要作用。目前在計算入侵流量時常用的孔口公式未能考慮管道周圍土體的影響。本文針對負壓驅(qū)動下侵入埋地管道破損口的地下水的流量估算問題，進行了實驗研究與理論分析，重點考慮破損口周圍土體對入侵流量的影響。
　　第三章通過實驗研究管道周圍的多孔介質(zhì)對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特性，所以本文實驗均采用普通水進行。實驗采用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，實驗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模型。模型考慮管道物理邊界的影響對透水區(qū)域進行修正，改進了已有模型中幾

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系數(shù)降低了40％～60％，流量二次項系數(shù)降低了70％～80％。第六章進行了三維滲流條件下的圓孔入侵實驗，驗證入侵流量改進模型的準確性。
　　通過對實驗結(jié)果進行分析，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;(3)孔口流動雷諾數(shù)較大時，流