缺陷排水管道地下水入渗的数值模拟

作者:焦童; 郭帅; 成浩科; 张烨
来源:水动力学研究与进展A辑, 2023, 38(05): 747-754.
DOI:10.16076/j.cnki.cjhd.2023.05.012

摘要

在高地下水位地区,地下水会通过管道破损口入渗至排水管道内部,对管网系统的运行造成多种负面影响。通过建立缺陷排水管道地下水入渗三维CFD模型,研究入渗流场的分布机理及影响入渗量的关键因素。首先,为验证数值模型的可靠性,利用物理模型试验结果与数值模拟结果进行了对比分析;其次,对压力场的分析表明,当入渗事件发生时高压力梯度区域只集中在很小的球形区域,在破损口直径为10 mm的情况下,球形区域半径在25 mm左右,增大入口压力并不会改变高压力梯度区域范围,而远离破损口的压力场接近于椭球形;此外,流线分析表明,在多孔介质的影响下水流的行进路线将扩大到管道的四周;最后,利用数值模拟结果对入渗量的解析表达式进行分析,发现当土壤的渗透性较小时孔口的水头损失可以忽略,这与流场的压力分布一致。

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