城市排水系统地下水入渗及土壤侵蚀问题研究

发布时间：2020-06-03 21:29

【摘要】：城市地下供排水管线系统的老化、衰退是世界性的问题。管壁上各种各样的破损包括横向的、纵向的以及孔洞严重地影响了管线的结构稳定性。对排污管道而言,当地下水位较高时,这些破损口往往成为地下水和管周土进入管道内部的通道；而对于供水管线来说,它们又成为管网水渗漏进入周围土体的媒介 通过引入莫比乌斯变换和等效圆周法,本文给出了纵向破损口地下水入渗量的二维理论解。该解可以定量地评估各种因素对地下水入渗的影响,包括：土体渗透系数,地下水位,管径大小,破损口位置以及破损口大小。理论分析过程中,作者发现供水管道的渗漏可看作地下水入渗的反问题,因此,该理论解被推广用以模拟有压供水管的渗漏问题。 为了模拟管周土体在地下水作用下在管道破损口附近的侵蚀问题,本文采用了两个实验装置。底部开孔的圆柱形装置,用以模拟在重力作用下自由侵蚀过程；侧边开口的方形装置,用以更好地观察土体内部侵蚀过程；实验采用了三种级配的沙样,通过改变水位、土层高度、破损口大小共进行了23组实验。对四个因素对侵蚀坑的形状、体积以及长度的影响进行了定量分析。结果发现：由于孔隙水对土体的剪切效应,侵蚀坑的形状最终呈“碗”形；一个侵蚀过程可以明显地分为三个阶段：初始阶段,稳定阶段以及渗流阶段。在稳定阶段中,水体和沙体的流量、流速比成线性关系。根据实验结果,本文最后推导出了侵蚀坑长度的计算模型。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X53

【共引文献】

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本文编号：2695426