新型微灌沉沙池沉沙效率试验研究

沉沙池是一种重要的泥沙处理工程措施,其作用是沉降含沙水流中有害粒径的泥沙.对沉沙池,评价其运行效果好坏的关键因素是沉降效率.新型微灌沉沙池属直线型非冲洗式沉沙池,专门用于微灌系统,主要对悬移质泥沙进行处理.以物理模型试验资料为依据,探讨了微灌用新型沉沙池内悬移质含沙量及淤积物粒配的沿程变化规律,试验表明,该新型沉沙池的沉沙效率较高,可以作为处理微灌用水源使用.     

溢流槽对沉沙池溢流堰长度的影响分析研究

通过在沉沙池溢流堰区加设溢流槽对传统沉沙池进行了改进,以增加沉沙池溢流堰有效长度,降低出池水流含沙量;在模型试验基础上,分析了溢流槽对溢流堰长度的影响关系,得出了溢流槽长度与溢流堰水头之间的定量关系式,经实测资料验证,该关系式实测值和计算值符合较好,可以用于实际工程溢流槽的设计;为了验证理论分析和模型试验结果,开展了传统沉沙池和改进后沉沙池泥沙沉降的原型对比观测试验,结果表明:在沉沙池溢流堰区加设溢流槽后,沉沙池末端淤积泥沙中细颗粒所占比重大于传统沉沙池,同时末端水流含沙量明显小于传统沉沙池,充分说明溢流槽对提高沉沙池泥沙沉降效果的作用.     

鱼鳃式沉沙池结构参数与沉沙效果试验研究

新疆滴灌首部常利用条形沉沙池沉降泥沙,通过在池内增设物理装置可提高除沙效率。鱼鳃式沉沙池在池室内部布设多组倾斜的过滤网片,利用滤网拦截泥沙,提高泥沙沉降效率。为分析鱼鳃式沉沙池过滤效果,对鱼鳃装置的滤网角度、目数、间距和滤网空间位置参数进行物理模型试验,研究不同组合条件下的沉沙效率。试验结果表明:滤网安装角度 45°、目数 100目、间距 30ｃｍ、距离池底 20ｃｍ时,鱼鳃装置的结构尺寸较优。在相同沉沙容积下,鱼鳃式沉沙池比相同尺寸条形沉沙池的沉沙效率提高了 24．13％,除沙效果显著,可作为一种新型沉沙池进行推广应用。     

新型矩形沉沙池在节水灌溉中的应用研究

一种新型矩形沉沙池已在新疆建设兵团大面积推广使用，这种沉沙池在进口增设了调流墙，在溢流堰上沿设置了溢流槽。从泥沙沉淀特性和经济性能两个方面对新型矩形沉沙池与传统沉沙池进行了比较。结果表明，新型矩形沉沙池的泥沙沉淀率比传统沉沙池提高了6%，出池含沙量由1.63 g/L降到了0.86 g/L，工程造价降低了20%左右，其泥沙处理效果和经济性更优，适宜在新疆地区农业节水灌溉中推广应用。     

某水电站定期冲洗式沉沙池设计研究

依据某水电站的泥沙资料,提出本工程定期冲洗式沉沙池的设计过程,通过初拟沉沙池的主要控制尺寸,计算沉沙池的泥沙沉速,并逐时段分段的计算沉沙池的水力参数及泥沙沉降率、泥沙淤积及冲洗等一系列参数,为电站的定期冲洗式沉沙池设计提供有力依据。     

连续冲洗式沉沙池截沙率试验研究

对连续冲洗式沉沙池截沙率进行分析研究,并在一维流超饱和输沙法基础上,得出连续冲洗式沉沙池池段分组截沙率、工作段分组截沙率、大于某粒径级截沙率以及总截沙率的近似计算方法。为验证该方法的实用性,对连续冲洗式沉沙池的截沙率进行模型试验,试验结果表明:采用近似处理的截沙率计算公式,其计算结果与实测结果吻合较好,在符合计算精度的前提下,可以用于实际工程计算。     

燕子崖电站防沙和排沙设施的选择

传统的防沙和排沙工程措施主要有定期冲洗式沉沙池和连续冲洗式沉沙池两种,这些传统技术不能满足高效节能的防沙和排沙要求。通过定期冲洗式沉沙池、连续冲洗式沉沙池、排沙漏斗进行比选,并通过水力计算和对比论证分析。结果表明:排沙漏斗产生稳定的螺旋流,水流流速较大,加速泥沙向中心的排沙底孔和漏斗底部运动;而定期冲洗式沉沙池、连续冲洗式沉沙池中不存在稳定的螺旋流。排沙漏斗具有结构紧凑,工程量和投资最少,泥沙分离率较大,耗水率较少,所以排沙漏斗是一种经济、高效节水的防沙和排沙设施。     

水利工程定期冲洗式沉沙池泄空冲洗计算

水利工程定期冲洗沉沙池 ,一般为双室或多室交替运行 ,当其中某池室的沉沙容积淤满 ,出池含沙量达不到设计标准时 ,应停止该室沉沙运行 ,及时冲洗。泄空冲洗是定期冲洗式沉沙池的一种特殊冲洗方式。一般情况下 ,沉沙池停止淤积运行之初 ,池内尚存有一定数量的水体 ,如及时开启冲沙闸泄空 ,可利用这部分水体挟带池内尚未充分浓缩固结的泥沙出池。大禹渡等沉沙池泄空冲洗原型观测和模型试验排沙效果表明 ,沉沙池泄空冲洗不仅冲洗效果好 ,而且可节省冲洗水量。验证结果表明 ,由水沙平衡条件给出的式 (5 )和式 (6 )分别用于计算与本文类似条件的沉沙池泄空冲洗排沙量及冲洗历时是合理的。泄空冲洗计算关键是合理选择平均排沙含量Scp 及可泄空排出的淤积泥沙干密度γ′s。     

阳武河灌区处理泥沙经验在低水头枢纽引水防沙中的应用

在七十年代初期,为解决阳武河灌区的泥沙淤积问题,曾就分水口的分水分沙及冲洗式沉沙池的设计运用开展了模型试验,对灌区进行了改建.分水口的导沙措施和沉沙池投入运用以后,取得了预期的效果.本文在分析现场观测资料的基础上,得出了分水口分水分沙关系、沉沙池淤积和冲刷的过程、水面比降的变化,以及清淤效果曲线,并进一步阐明了如何在更广泛的范围内,把这一经验用来解决低水头枢纽的引水防沙问题.     

定期冲洗式沉沙池泥沙沉降特性分析

以黄河东城提水工程首部的定期冲洗式沉沙池为研究对象,应用一维超饱和输沙法计算了泥沙的沉降历时,分析了泥沙恢复饱和系数、极限吸出高度、出池含沙量等泥沙沉降特性。结果表明:①泥沙恢复饱和系数随泥沙粒径的增大呈指数递减趋势,工作段上游泥沙恢复饱和系数随沉降历时呈指数递减趋势,工作段下游恢复饱和系数随沉降历时呈线性减小趋势;②随着沉沙池的运行,出池泥沙粒径逐渐变大,淤积泥沙粒径则逐渐变小;③在沉沙池运行期内,溢流堰极限吸出高度随沉降历时呈线性递减趋势;④溢流堰前分组含沙量参考点的相对水深均小于0.5;⑤在0～0.500 mm泥沙粒径范围内,出池平均含沙量参考点的相对水深与泥沙粒径呈对数递增。     

长流道式直线型沉沙池结构优化与数值模拟

沉沙池是保障滴灌系统正常运行的重要设施之一,但灌溉期池内水沙“固液”耦合过程比较复杂,且难以通过单一物理模型进行结构优化。为进一步提高滴灌系统沉沙效率,设计了长流道直线型沉沙池;采用物理试验与数值模拟相结合的方式,研究有无调流板和不同调流板角度对池内水沙运动规律的影响。结果表明:Fluent软件可准确模拟池内“固液”耦合过程;后池设计的调流板起到了消能、降速和提高沉沙率的作用;相较于无调流板,有调流板时后池流速可降低70%以上,沉沙率提高12%以上;且60°倾角调流板池内流速最低,沉沙率最高,出口含沙量最低为1.12 g/L,沉沙率平均可达到71.26%。研究可为优化水工结构、提高沉沙池工作效率提供一定的技术支撑。     

新型平流式沉淀池沉淀效果试验研究

在进水口加设调流板、在溢流堰上沿水流方向设置溢流槽,从两个方面对传统平流式沉淀池进行了改进,设计出一种新型平流式沉淀池。通过试验研究分析了调流板和溢流槽对泥沙沉淀效果的影响,得出新型平流式沉淀池可以大大提高泥沙的沉淀效率,出池水流平均含沙量最大降幅可达94.8%,特别是对细颗粒泥沙的沉淀效果尤为明显。     

溢流槽对定期冲洗式沉沙池沉淀效率的影响分析研究

通过在溢流堰上沿水流方向加设溢流槽对传统沉沙池进行了改进，以提高沉沙池的沉淀效率；从理论上分析了溢流槽对溢流堰水流吸出高度和出池水流含沙量的作用，并通过模型试验进行了验证，结果表明：加设溢流槽后，沉沙池的沉淀效率有了大幅度的提高，溢流堰的出池水流平均含沙量最大降幅可达94．8％；最后根据试验结果，给出了溢流槽的设计方法。     

基于CCHE模型的重力沉沙池水沙数值模拟

为了研究重力沉沙池流量、含沙量与水沙分离效率的关系,借助CCHE软件,建立CCHE2D水沙两相流数学模型,采用混合掺长紊流模型,对重力沉沙池进行数值模拟,得到沉沙池内水流流态、悬移质输移规律以及沉沙池的水沙分离效率,并在前人研究的基础上,进一步对不同流量、含沙量情况下,其流量和含沙量对沉沙池水沙分离效率的影响进行分析。结果表明:当流量在0. 05～0. 30 m~3/s时,随着流量增大,则流速增大,水流挟沙力增大,不利于泥沙沉降,使沉沙池的水沙分离效率降低;改变初始含沙量(5～20 kg/m~3),随着初始含沙量的增大,由于沉淀池尾部回流区存在,使得部分泥沙直接被带入清水池,使得沉沙池水沙分离效率降低。     

三峡水利枢纽引航道防淤清淤措施研究

根据三峡水利枢纽通航建筑物的淤积特点,通过引客水破异重流,水帘、气帘和水平附壁射流破异重流,潜坝拦阻异重流以及引流冲沙、引流结合松动冲沙试验,重点研究了防淤清淤措施及其效果。并认为应以机械挖泥为引航道口门外清淤的主要措施。     

排沙漏斗悬移质泥沙运动数值模拟

排沙漏斗是一种利用立轴旋涡实现水沙分离的二级排沙设施。为了探明排沙漏斗悬移质泥沙运动特征和排沙机理,采用欧拉-拉格朗日方法模拟了排沙漏斗水气沙三相流动,其中水相和气相采用雷诺应力模型(RSM)和VOF方法描述,悬移质泥沙用颗粒轨道模型描述。通过对计算的悬移质含沙量垂向分布与实验结果的对比,验证了数学模型的可靠性。计算结果表明:在漏斗室外侧区域含沙量分布整体上较均匀,在漏斗室内侧区域的近底部存在一个明显的高浓度带。作者认为,上述排沙漏斗悬移质泥沙含沙量分布特征主要是由排沙漏斗内的二次流引起的。     

流域水沙资源优化配置理论与模型及其在黄河下游的应用

本文在分析流域水沙资源利用现状、水沙灾害性及水沙优化配置必要性的基础上，构建了流域水沙资源联合多目标优化配置理论框架，它由河床演变均衡稳定理论和水沙资源联合多目标优化配置理论组成，进而建立了流域水沙资源优化配置数学模型，该模型包括河床演变均衡稳定模型和水沙资源多目标优化配置模型两个子模型。应用模型计算分析了黄河下游主河槽的均衡稳定断面尺寸和输水输沙优化的临界指标，提出了强化非恒定流调水调沙、调控含沙量60～100kg/m3之间的不利水沙条件等改善小浪底水库调度运用的措施，并进一步提出了黄河下游水沙资源多目标优化配置的模式, 应用模型计算分析了不同水沙条件的水沙资源优化配置方案,为黄河下游河道的科学治理提供了新的思路。     

斗槽中异重流现象分析

在斗槽式预沉池中,异重流现象对泥沙冲淤效果的 影响很大,为使安装斗槽式预沉池达到预期的处理效果,必须很好地了解水流中异重流运动 的有关特性。通过斗槽模型试验,对异重流中水流流速分布、清水分离速度等规律及极限粒 径与泥沙含量的关系进行了试验研究,为较好地解决异重流中泥沙淤积及实际斗槽运行效果 问题提供了重要的试验依据。     

人类活动对流域水沙模型参数影响分析

本研究用中大流域水沙耦合概念模型对泾河流域景村水文站以上和黄河干流河口－龙门区间两流域非天然条件下观测的水、沙实测资料作了模拟；讨论了气候、人类活动因素对流域水沙规律的影响机制，分析了水利工程措施和水土保持措施对流域水沙规律的影响，估计了流域水沙规律的变迁导致的模型参数值的改变，进一步证明了模型结构的合理性和模型对非天然条件下水沙规律模拟的可行性及有效性。     

浅析水利水电工程沉沙池泥沙沉降计算方法

本文对沙早水电工程沉沙池设计中最常用的泥沙沉降计算方法，准静水沉降法和一度流超饱和输沙法，从公式结构上进行了一定的分析研究，结果表明，在一定条件下，准静水沉降法之计算公式是一度流超饱和输沙法（不考虑水流挟沙能力）的一种近似表达式，可用来估算沉沙池内含沙量变化。