涡管排沙式沉沙池的工程应用——以新疆金沟河渠首电站为例

简述涡管排沙式沉沙池的设计思路，结合新疆金沟河渠首电站，介绍涡管排沙式沉沙池的原型观测结果。并对沉沙地的运用效果进行了分析，工程实践表明，涡管排沙式沉沙池构造简单，运行可靠，造价低廉，有较好的沉沙及排沙作用，可用于排除水电站引水渠道中的悬移质泥沙。     

涡管排沙式沉沙池

试验及理论计算都证明；在断面扩大了的渠道中，流速逐渐减小，悬移质泥沙将分选沉降转化为推移质。沉降到渠底的及临底运动的悬移质泥沙，可由设在渠底上的排沙涡管排出，从而形成一种涡管排沙式的沉沙地，本文介绍这种沉沙池的设计方法，模型试验和沉沙池建成后的初步运行情况。     

涡管排沙式沉沙池

试验及理论计算都证明：在断面扩大了的渠道中，流速逐渐减小，悬移质泥沙将分选沉降转化为推移质。沉降到渠底的及临底运动的悬移质泥沙，可由设在渠底上的排沙涡管排出，从而形成一种涡管排沙式的沉沙池。本文介绍这种沉沙池的设计方法、模型试验和沉沙池建成后的初步运行情况。     

引水式电站泥沙的分级处理与涡管排沙式沉沙池

根据在山溪性河流上修建引水枢纽引水防沙的经验，提出在立面上多层次防沙排沙与在平面上分级防沙排沙相结合，以达到电站引水渠多引水少进沙的目的，并介绍某涡管排沙式沉沙池的设计思想及运行实践。     

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。     

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。     

金沟河渠首漏斗及涡管排沙应用成果分析

螺旋漏斗及涡管排沙技术是经过多年系列模型试验及原型观测获得成功的,1990年通过新疆维吾尔族自治区科委组织的国内专家鉴定,成果属国内领先水平。对粒径大于1mm的粗颗粒泥沙排除率可达100%,捧沙耗水量平均低于引水量的5%。本文应用实测的水文资料,对金沟河渠首漏斗及涡管排沙排沙率和耗水率等技术指标进行分析,以此来科学合理的论证涡管和漏斗对本枢纽工程和输水工程的排沙效果,为枢纽工程的合理设计和运行管理提供技术依据。     

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。     

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。     

悬移质分选沉降及其在工程上的应用

悬移质泥沙占河流输沙的大部分，由于泥沙的重力作用及水流的紊动混掺的双重作用，悬移质沿垂线的分布呈上稀下浓，上细下粗的规律。在水流的不平衡输沙条件下，趋饱和水流中必然有一部分泥沙沉降落淤，其中较粗的泥沙必然率先沉降，较细的泥沙仍随水流悬浮前进。     

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     

涡管排沙研究进展

进入涡管槽口的挟沙水流会形成强有力的螺旋流沿涡管流动，能有效地排除底部推移质泥沙。涡管排沙可解决渠道引水的泥沙问题或排除水库泥沙，成本低，效率高。本文介绍了国内外在分析涡管排沙机理、重要影响因素、排沙效率计算及相关设计等方面的进展。     

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。     

圆中环沉沙排沙池泥沙水力计算方法研究

圆中环沉沙排沙池泥沙水力计算方法的研究不仅便于了解其它类似沉沙池的水力特性,而且 还能依据该方法推出满足条件的沉沙池尺寸。按照沉沙池的设计规范进行水力计算,包括泥沙沉速计 算、泥沙沉降率计算及泥沙起动计算,并与模型试验的研究成果进行比较分析。结果显示:泥沙各粒径 组沉降率的计算值与试验值偏差不大;泥沙起动流速的计算也为沉沙池结构设计提供了有力依据,同时 再次验证圆中环沉沙排沙池设置的合理性,并进一步研究沉沙池的优化设计,为以后类似沉沙池设计提 供了可靠方法。     

沙漠沙的筛分粒径与粒径计粒径的比较实验

筛分法与粒径计法是两种重要的颗粒分析方法。本文通过较为系统的实验发现采用这两种方法所得到的实验结果之间存在较大的偏差。采用粒径计法测得的样品粒径较之用筛分法所得的结果明显偏大 ,说明用这两种原理不同的颗分方法所测出的粒径数据不能不加换算地直接采用。由于目前有关筛分粒径与粒径计粒径转换关系的研究结果并不一致 ,所以文中比较了几家代表性研究成果之间的差异 ,重点讨论了采用不同沉降速度公式进行计算时所得粒径计粒径之间的差异 ,探讨了各家结果不同的原因 ,对与颗粒粒径相关的研究具有参考价值     

长江口南汇近岸水域悬沙沉降速度估算

长江口南汇近岸水域1994年9，10月大、小潮期间悬沙浓度实测资料分析表明，涨潮或落潮平均悬沙浓度在垂向上呈指数分布，拟合Rouse(1937)公式。据此，探索应用：Rouse公式计算河口近岸水域悬沙沉速的分步求解法：先由涨(落)潮平均悬沙浓度和相对水深求出公式中的悬浮指标，再通过参数的确定从悬浮指标中反推出悬沙沉速。用这一方法近似计算得到南汇近岸水域的悬沙沉速：涨潮阶段平均为3．46mm／s，落潮阶段平均为3．00mm/s；全水域变化在2．14～4．38mm/s之间。     

沉螺池的拦螺墙布置试验研究

 沉螺池是水利血防的一项重要工程措施，它是沉集和拦截水流中钉螺的建筑物，沉螺池内设置拦螺墙是近几年才实施的措施，作用在于提高拦螺效果。该措施实践时间不长，同时拦螺墙占了部分过水面积，水流通过此断面后流速较大，流态较复杂。为观察沉螺池中设置拦螺墙的阻螺效果及其对水流结构的影响并对其设计提出优化，进行了大量水槽试验。每次试验在不同的条件下进行，研究拦螺墙相对开度和断面平均流速等因素对沉螺池拦螺效果的影响，并分别试验了设置1道拦螺墙和2道拦螺墙的效果。试验表明：拦螺墙可以有效拦阻水面漂浮物，但是水流通过拦螺墙后流态会发生显著变化，在拦螺墙下游形成一定长度的回流区，长度与拦螺墙相对开度、水流流速等因素有关。挟带钉螺的水流通过拦螺墙后进入回流区，流态紊乱，流速增大，对钉螺的沉落造成困难。建议仅设置一道拦螺墙，并且应该设置在沉螺池上游尽量靠近进水口的地方。