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非恒定矩形流槽中污染物的输移过程分析

赵利青  
【摘要】:随着我国人口剧增和城市化进程加快,水污染和水资源短缺问题日趋严重。对于城市雨水的收集及资源化利用成为目前重要研究课题。 雨水收集是雨水回收利用的关键。因受到自然降雨过程的波动性、地面污染物不确定性等因素的影响,造成雨水径流水量及水质随时间变化而变化,具有很强的随机性。目前雨水收集装置及原理大多是根据初期雨水弃流量的估算进行手动或自动控制收集,收集效率低、安全性和可靠性不高,严重制约雨水收集及资源化利用的发展。 本课题通过对雨水径流水动力学分析研究,设置雨水控制矩形流槽收集装置,将流量监测装置、浓度监测装置、编程控制模块及末端弃流控制机构集合,根据降雨过程的波动性和地表污染物的不确定性,立足于明槽非恒定流和污染物扩散理论,建立雨水径流水动力控制方程圣维南方程组和雨水控制流槽污染物输移扩散方程,分析槽中雨水径流中污染物的输移过程,并编制数值模拟计算程序,从而控制流槽末端的弃流机构的开启和闭合过程,完成初期污染雨水的排放和清洁雨水的收集工作。 本装置可以适应随机降雨过程形成的径流水质波动,有效解决雨水收集效率低、安全性和可靠性不高的问题,为城市雨水收集利用技术提供新的思路和技术支持,具有显著的社会经济效益。


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