浅谈金沟河渠首漏斗及涡管排沙原型水文分析

金沟河引水枢纽的泥沙含量,泥沙颗粒级配和粒径大小的关系,泥沙运移、沉积、对渠首水利工程的磨损,通过测验与分析基于水文测验成果,从水量平衡原理和水文测验的角度,系统阐述了金沟河引水枢纽工程的水资源量和悬移质泥沙、推移质泥沙含量及运动规律二者之间的相互关系。为了掌握涡管和漏斗的排沙率和耗水率等技术指标,必须对金沟河渠首涡管和漏斗进行原型水文测验,为枢纽工程的合理设计和运行管理提供技术依据。     

新疆金沟河排沙工程涡管排沙技术的应用

根据金沟河涡管排沙工程的布置形式及排沙要求,提出了排沙涡管开口宽度、涡管直径、涡管与渠道轴线夹角、涡管开口长度、涡管纵向坡度等技术指标的确定方法,计算并分析了排沙涡管截沙率及排沙效果。结果表明:通过对排沙涡管进行改进,金沟河排沙平均耗水量占引进水量的4.51%,符合原设计的技术指标。     

Ⅱ型和H型立柱对排沙漏斗水沙分离性能的影响大流量进水工况下主隧系统水气运动特性

为获取不同立柱体型对排沙漏斗水沙分离性能的影响规律,通过室内试验对不加设立柱、加设Ⅱ型和H型立柱支撑系统的排沙漏斗水沙分离性能进行研究。试验结果表明：无立柱时空气涡贯穿排沙底孔,涡径最大,清水区面积最大,漏斗室内的螺旋流强度最大;加设Ⅱ型立柱后空气涡产生偏移,涡径减小,清水区面积减小,漏斗室内的螺旋流强度减小;H型立柱下空气涡偏移距离最大,涡径最小,清水区面积最小,漏斗室内的螺旋流强度最小。相较于加设H型立柱,Ⅱ型立柱支撑系统下排沙漏斗的总截除率、泥沙排出率、漏斗室内淤积量、排沙耗水率与悬板下方不加设立柱时相近,为保证悬板安全及较高的截除率,可采用Ⅱ型立柱作为支撑体型。     

Ⅱ型和H型立柱对排沙漏斗水沙分离性能的影响

为获取不同立柱体型对排沙漏斗水沙分离性能的影响规律,通过室内试验对不加设立柱、加设Ⅱ型和H型立柱支撑系统的排沙漏斗水沙分离性能进行研究。试验结果表明:无立柱时空气涡贯穿排沙底孔,涡径最大,清水区面积最大,漏斗室内的螺旋流强度最大;加设Ⅱ型立柱后空气涡产生偏移,涡径减小,清水区面积减小,漏斗室内的螺旋流强度减小;H型立柱下空气涡偏移距离最大,涡径最小,清水区面积最小,漏斗室内的螺旋流强度最小。相较于加设H型立柱,Ⅱ型立柱支撑系统下排沙漏斗的总截除率、泥沙排出率、漏斗室内淤积量、排沙耗水率与悬板下方不加设立柱时相近,为保证悬板安全及较高的截除率,可采用Ⅱ型立柱作为支撑体型。     

涡管排沙的研究及应用述评

本文对涡管排沙中的几个问题：涡管分流比、涡管截沙率和挟沙力的研究现状作出述评，并对渠道中水流佛氏数在涡管排沙中的作用做了说明，还展望了涡管排沙技术的发展方向     

渠道上的涡管排沙工程

本文通过理论和试验研究成果，介绍了技术手段更为先进的涡管排沙工程，提出了度管分流比、涡管截沙率、涡管挟沙力的计算公式；在电站引水渠、沉沙池上进行涡管排沙的模型试验，得到排沙效率好、排沙所用水量少、工程投资少的结论；并提出了设计方法的要点，介绍了具体工程的设计实例     

涡管排沙技术研究的发展与前瞻

通过对涡管排推移质泥沙机理的分析及试验研究 ,提出涡管排沙的三个参数 :涡管分流比、截沙率及挟沙能力 .对涡管与渠道水流方向的夹角、渠中水流的佛劳德数及涡管开口宽度等参数与排沙效率的关系也分别进行了研究 .通过对悬移质分选沉降的理论研究 ,提出了悬移质涡管排沙的计算方法 ,该方法已成功地应用于沙湾县金沟河渠首水电站沉沙池的设计上 .文中还提出了涡管排沙技术有待研究的问题     

涡管分水排沙规律的研究及其工程应用

涡管排沙工程具有结构简单、造价低廉、运行管理方便、排沙能力强等优点,适合于在从山溪性河流引水推移质多的渠道上进行泥沙处理.本文通过理论推导及试验研究,提出了涡管分流比、涡管截沙率和挟沙力的计算公式.根据研究及设计实践,提出涡管工程位置、平面布置、主要尺寸确定的方法,和水力计算的方法步骤,并附有相应的计算实例.现在新疆已建成涡管排沙工程两处,运行情况良好.拟建工程数处.模型试验表明,在大流量(Q=56m~3/s)小佛汝德数(Fr相似文献   

涡管螺旋流排沙技术及其应用

在综合分析国内外涡管螺旋流排沙技术主要研究成果的基础上，对螺旋流的形成及排沙机理、涡管泄流比和排沙率以及涡管设计和实际应用情况，作了全面而综合的介绍，并提出了自已的观点，指出了有待进一步深入研究的问题。     

水电站引水渠道涡管排沙工程施工研究

泥沙作为渠道淤泥的主要原因,每年一到汛期便涌入水渠,造成各级渠道淤积、磨损,不得不进行停水排沙、清淤等相关疏浚工作,这不仅影响灌区正常灌溉流量调配,也导致总干渠水电站有效水头降低,不能正常发挥工程经济效益。因此,提出了水电站引水渠道上的涡管排沙工程施工。以东江水利枢纽工程为例,分析该区域实测泥沙数据,确定来沙量与来水量关系。通过设置涡管,使推移质和泥沙在水中旋转,随着水体作螺旋运动。通过确定渠道流量、涡管平均流速、涡管开角、涡管管径、水槽底坡坡度,设计引水枢纽涡管,满足大颗粒泥沙排出需求。引入排沙明渠,调整涡管开口长度,确定涡管铺设段水力要素。对不同颗粒泥沙进行分级处理,将落入涡管推移质排回原来河道并排出。设计涡管排沙式沉沙池,排出悬移质泥沙,渠首的排沙量进行定量分析,最终得出不同调度方式对渠首排沙量的影响规律。图4幅,表3个。     

涡管螺旋流排沙技术及其应用

在综合分析国内外涡管螺旋流排沙技术主要研究成果的基础上，对螺旋流的形成及排沙机理，涡管泄流比和排沙率以及涡管设计和实际应用情况，作了全面而综合的介绍，并提出了自己的观点，指出了有待进一步深入研究的问题。     

金沟河渠首泥沙治理措施探讨

针对金沟河渠首泥沙淤积现状和引水防沙体系存在的问题,采取改造上游整治段、缩窄闸前引水弯道、抬高进水闸底板高度、改固定式溢流堰为自溃坝、延长输沙廊道、调整进水闸前拦石栅角度、增设涡管和漏斗等干渠排沙设施以及下游回收水设施,建立"费尔干式渠首-排沙涡管-排沙漏斗"三级防沙排沙集成体系及运行管理模式等措施,很好地处理了引水、防洪、排沙问题,取得了较好的排沙效果.     

悬移质涡管排沙分析

涡管排沙措施以前主要是解决推移质泥沙问题。本通过对悬移质涡管排沙的近似分析，建立了悬移质涡管排沙分流比与截沙率之间的关系，并指出了其适用范围，从而将涡管排沙技术由解决推移质问题扩展到解决悬移质泥沙问题，试验基本上验证了理论分析结果。为了提高悬移质涡管排沙效果，中还建议了几项技术措施。     

水电站引水渠上涡管排沙式沉沙池试验研究

通过对涡管排沙式沉沙池的试验研究，证明这种沉沙池具有较好的沉沙及排沙作用，该沉沙池对悬移质中粗粒径部分排除率较高，对细粒径部分排除率较低。为了提高涡管排沙式沉沙池的总排沙效果，文中建议了几项技术措施。     

排沙漏斗截沙率计算

排沙漏斗是经过15年系列模型试验及原型观测研究成功的排沙设施,该设施工程设计时的截沙率一般通过试验测得。文章根据多年原型工程的运行经验,分析了影响排沙漏斗截沙率高低的主要因素,通过量纲分析给出了各因素与截沙率之间的函数关系,结合室内系列模型试验,运用数值分析的方法推导出排沙漏斗截沙率的计算公式,并利用实际工程的原型观测资料对所推导的公式进行对比验证。结果表明,该公式的计算误差不超过±5%,可供今后排沙漏斗工程设计计算参考。     

涡管在引水隧洞集石坑中应用的试验研究

结合现有涡管排沙的理论及实际工程成果，通过试验研究涡管应用于引水隧洞集石坑以提高集石率的可行性。试验结果表明，加涡管后集石坑的集石效果明显提高，满足了实际工程的需要。     

排沙漏斗三维涡流流场脉动特性研究

本文利用激光多普勒测速仪(LDA)对排沙漏斗三维涡流流场的脉动特性进行了测试研究, 测试结果表明: 排沙漏斗流场的切向紊动强度大于径向及轴向的紊动强度, 中间低速带的紊动强度大于两端自由涡及强迫涡控制区的紊动强度. 紊动切应力的理论分析与测试结果均证明排沙漏斗三维流场是一个各向异性流场. 本文还分析了排沙漏斗脉动特性对输沙过程的影响, 对如何更好地优化排沙漏斗结构提出了看法.     

夏特水电站排沙漏斗模型优化

通过对夏特水电站引水排沙设施双排沙漏斗进行水力学模型试验,将原设计方案的漏斗直径、悬板高度、排沙底孔、底孔偏心距和进口涵洞等结构的关键尺寸进行了优化。上游干渠段在通过设计流量112.8 m3/s时,设计的排沙漏斗悬板高度不满足要求,导致干渠中水深过大,原设计方案的边墙高度不能满足过流要求。提出采用降低悬板高度、增大偏心距等方法来满足工程的要求。试验结果表明,在降低悬板高度、改变偏心距之后,干渠中水深明显降低,并且两个排沙漏斗中都易形成稳定的空气涡,提高了排沙率。     

涡管分流量计算

本文对涡管排沙中分流量的计算问题进行了研究，根据试验分析了涡管开口宽度，开口长度及来流的水流强度等因素的涡管分流比和流量系数的影响，结合量纲分析建立了涡管流量系数的半经验计算公式，经两处涡管排沙工程分流量的原型观测资料验证表明，该流量系数公式简便可靠，用来计算分流量粗度较高，可供设计涡管工程时参考。     

金沟河引水渠三级排沙系统泥沙处理效果分析

新疆金沟河泥沙含量大,由于排沙不力,由泥沙危害造成的水量供需矛盾日益突出。为此，采用三级排沙系统（大闸—排沙涡管—排沙漏斗）取代了以前的“全引全排”定期间歇性引水排沙模式。经排沙测验，采用该系统，既可有效排沙,又可发挥引水工程的最大效益,提高水资源利用率,解决水资源短缺矛盾,给灌区带来巨大的经济和社会效益。因此，其应用前景十分广阔。