山东引黄工程沉沙池淤积特性计算分析

黄河是多泥沙河流,在引调黄河水的同时也引进了大量泥沙。文章从沉沙池型式选取、泥沙沉降与淤积形态分析、出池含沙量控制、沉沙池运用方式等环节,阐述了沉沙池泥沙淤积特性的计算原理及计算方法,使出池含沙量达到控制标准,满足引黄工程引水的需要。     

滇中引水水源工程沉沙池设计研究

滇中引水水源工程提水泵站具有引水流量大、提水扬程高、装机规模大等特点,水流中悬移质泥沙对泵站机组的长期磨损问题突出。为此,从沉沙效果方面,对沉沙池建筑物型式及体型设计进行了深入研究。水源工程进水口处设置条渠式沉沙池以沉淀水流中的泥沙,减小对泵站机组的磨损;沉沙池进口设置5条导流墙,改善进水口流态,提高泥沙沉降效率。经河工模型试验验证,出池内满足规范要求;沉沙池清淤采用射吸式挖泥船抽吸沉沙池内淤积泥沙,并返还至金沙江。     

乌斯图河渠首的排沙漏斗设计

乌斯图河底栏栅式渠首进入引水渠中的泥沙，是采用排沙漏斗进行二次处理的。排沙漏斗不同于其它型式的沉沙池，它具有竖向螺旋水流结构，能连续引水排沙；其排沙流量仅占漏斗设计流量的７％左右，排沙率大于９０％，是节水型的排沙设施，这对于干旱缺水的地区有着现实的意义。本设计考虑了上游引水渠和下游冲沙廊道布置对漏斗水流整体的影响。该工程自１９９２年建成至今，引水排沙效果良好。     

浑水灌区过渡段引水明渠恢复饱和系数沿程变化规律的分析研究

针对浑水灌区渠首沉沙池前过渡段引水明渠存在的泥沙淤积问题，开展了泵站过渡段引水明渠水流泥沙运动特征的分析研究，给出了该区段非均匀沙各分组粒径级泥沙恢复饱和系数的量化确定方法，分析讨论了多种工况组合时，该区段非均匀沙各粒径级恢复饱和系数的变化特征，为过渡段泥沙输移的精准量化分析提供了依据，为过渡段渠道基于不淤设计的相关水力几何约束条件分析比选提供了方法和途径。     

灌溉沉沙池泥沙设计标准研究

灌溉沉沙池的设计标准是沉沙池设计的重要依据,包括入池和出池泥沙设计标准,内涵含沙量和级配两个指标。确定入池设计标准时,宜以引水期分析统计得到的具有代表性的入池泥沙特征值作为设计值。自流灌溉沉沙池出池含沙量的控制,应以干、支渠不产生淤积为标准,平原区沉沙池取值可低些,可以2～7kg／m^3作参考;山区沉沙池取值可高些,可以12～50kg／m^3作参考。泵站沉沙池出池含沙量应综合考虑泵站扬程、泥沙粒径对水泵磨损的影响,并结合下游干、支渠挟沙力要求,通过论证后确定。灌溉沉沙池出池泥沙粒径宜控制在小于0．05mm以下,O．05mm以上粒径的泥沙沉降率可取80％～85％。     

消力坎对条形沉沙池泥沙沉降的影响试验分析

沉沙池布置受地形限制影响泥沙沉降,通过增加辅助稳流装置,可以有效提高沉沙池除沙效率。采用模型试验、计算对比、归纳整理等方法,研究分析条形沉沙池进口陡坡扩散段底部增设消力坎的稳流功能。调整消力坎的尺寸、数量、位置等参数,最终得到进口水流均匀、池箱内流速满足要求的结构布置型式。进入沉沙池内的流速显著降低,除沙率比改造前提高了12.58%以上。采用消力坎稳流,结构简单,除沙效果明显,可作为一种新型的沉沙池辅助除沙方式。     

引黄工程中沉沙池的试验研究

禹门口引黄提水站是解决运城地区工农业用水的重要水源工程。总抽水量２８ｍ￣３／ｓ。为处理有害泥沙；设沉沙池而进行了模型试验。试验采用长度比尺Ｌ＝２０的单厢，正态模型。模型沙用干容重为１．４６ｔ／ｍ￣３的煤粉。模型主要考虑泥沙沉淀相似。黄河泥沙的主要特点泥沙颗粒细、含量高及沉淀难。根据这些特点，在水工模型试验基础上，选择了混合型沉沙池。混合型沉沙池。即平流式与竖流式相结合的一各形式。竖向流在沉沙池下游段装置的斜板之间产生，总池长１１８ｍ，其中平流区４０ｍ。斜板区７８ｍ；总宽度５９．６ｍ，分为三箱；设计入池流量６～２６ｍ￣３／ｓ，相应入池含沙量１２０～８０ｋｇ／ｍ￣３；沉沙池水深上游端５９．６ｍ，下游端７．０ｍ，池底坡度１／７０，试验表明混合型沉沙池，可缩短池长５０％，降低工程造价４５％。在沉沙池尾部或斜板区底部安装排沙管，随时排除沉沙池中细颗粒泥沙组成的淤积体，提高了沉沙池利用率。     

沉沙池中调流板对水流调节作用的试验研究

沉沙池是一种重要的泥沙处理工程设施，其作用是沉降含沙水流中有害粒径的泥沙。泥沙在沉沙池中沉降效果的好坏，与池内水流流场分布直接有关。为使沉沙池内水流流场分布更利于泥沙的沉降，对传统沉沙池进行了改进，在沉沙池工作段首部加设调流板来对人池水流进行调节，并用室内模型试验检验调节效果。对试验结果进行分析，表明经过调流板调节后的水流流场分布更利于泥沙在沉沙池内的沉降，可为工程设计提供参考。     

新型橡胶坝冲排沙系统试验研究

黄河流域泥沙众多,许多河流泥沙淤积现象严重,给人们的生活生产带来了不便。以模型试验为依托,研制了一套以橡胶坝为载体的新型冲排沙系统。此系统改变了原冲排沙观念,采用将"束水攻沙"原理和弯道河流中水流"冲击凹岸、淤积凸岸"原理相结合的方式,将河流中的泥沙冲击到岸边的沉沙池中。大量的试验结果表明:此系统模型可以有效减缓河道泥沙淤积程度和因泥沙淤积造成的洪灾情况;同时可将沉沙池中的泥沙作为建筑材料,实现冲排沙后泥沙的综合利用。     

平流斜板式定期冲洗沉沙池主要尺寸的初步确定

水利工程平流斜板式定期冲洗沉沙池,主要利用沉沙池过流断面大、流速小、水流挟沙力很低的条件,使得水流较大粒径的泥沙得到沉降,出池含沙量得到减少。沉沙池主要由引渠、进口连接段、工作段和冲排沙设施组成。工作段是沉沙池的主体部分,工作段的主要尺寸确定了,沉沙池的规模也就基本定了。本文就蒲城工业园区供水工程平流斜板式定期冲洗沉沙池工作段的主要尺寸进行了初步确定。     

逆坡沉沙池沉淀效率的分析

本文从理论上分析了平流直线型顺坡及逆坡沉沙池的水流特性及泥沙运动过程。结果表明,在池长相同的条件下,逆坡沉沙池的沉淀效率明显高于顺坡沉沙池,而且出池泥沙粒径也较细。文中分别给出了顺、逆坡沉沙池出池泥沙粒径之比和沉淀效率相同的条件下,二者池长之比的关系式。工程实例也表明了逆坡沉沙池具有良好的沉淀效率及冲洗效果。     

多隧洞输水工程进水口整流措施研究

多隧洞输水工程进水口控制段布置不合理往往会引起各隧洞分流不均,从而导致过流能力不足或空气进入有压隧洞的问题。以某水资源配置工程的倒虹吸为例,针对其进口控制段分流不均的现象,通过模型试验进行了分流墩、整流池以及底坎与整流池组合等整流措施的研究。试验成果表明:分流墩结构型式简单,利用其导向功能可较好地解决两洞分流不均问题;整流池通过改变水流的急缓流状态实现水流的横向均化,可达到多隧洞均匀分流的目的,但需要较长的池长,经济性略差;整流池与底坎组合措施横向均化水流的原理和效果与整流池相同,加设底坎可较大程度地缩短池长,其经济性较优。     

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。     

乌依布拉克水电站沉沙池设计比选及水力特性分析

作为水电站保护水利设备安全的重要构筑物之一,沉沙池方案设计合理性会对水电站水流特性和沉降效果产生直接影响,进而会对设备的高效率安全运行产生影响。结合新疆乌依布拉克水电站工程中沉降池的建设,通过方案比选得出最合理的沉沙池型式与设计参数,并采用数值模拟软件Fluent对设计后的沉沙池水力特性进行分析,进一步验证沉沙池方案设计的合理性。     

西藏羊卓雍湖抽水蓄能水电站沉沙池设计的一点体会

根据西藏羊卓雍湖８４０ｍ高水头抽水蓄能泵对水质的较高要求，采用５台低扬程抽水泵直接从多泥沙的雅鲁藏布江中取水入沉沙池。５台低扬程抽水泵中４台运行，１自备用，备用停机泵具有随机性，故沉沙池首端来流既不均匀，也不固定。在此条件下，对沉沙池的配水整流、沉降保证率和冲洗等作了较多的试验研究，取得了较好的效果。本文着重介绍设计、试验研究中的成功经验，并对今后类似沉沙池设计提出了一些建议。     

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.     

泵站弯道引水渠水流流动特性影响分析

结合泵站弯道引水渠工程设计,应用大型商业软件建立弯道引水渠水流三维数学模型,基于CFD数值模拟技术,分析了该泵站弯道引水渠水流流动特性。根据该泵站弯道引水渠三维水流水动力学的计算成果可得知,在设计水位下,泵站弯道引水渠水流流线弯曲进入进水池,降低各个机组水流流速均匀性,降低机组工作效率;弯道引水渠曲率半径需要控制在一定范围内,可通过CFD数值模拟或水工模型试验确定最优曲率半径;弯道引水渠相对于顺直引水渠水力特性较差,非特殊情况,不宜采用;采用弯道引水渠,要延长引水渠顺直段,直至水流流态平稳,流线顺直。本文研究成果对采用弯道引水渠的泵站设计具有一定的参考价值。     

引黄济青工程渠首沉沙池可持续利用的探索与实践

通过对胶东调水工程渠首沉沙池运行30多年来泥沙淤积、处理情况进行了分析,阐述了泥沙淤积对引水带来的影响,沉沙池循环利用中存在的难点问题,引黄济青沉沙池工程可持续利用进行的探索和实践,对引黄灌区泥沙处理与利用、生态治理、持续高质量发展都具有借鉴意义。     

宽浅明渠横向取水的试验研究

本文试验研究了宽浅明渠横向取水时的分流特性及泥沙在引水渠中的淤积。试验结果表明，当渠首为无闸引水时，渠道中将产生回流，进入渠道的泥沙在回流区产生严重的淤积，影响渠道的正常引水。进而提出了在渠首建闸的方案，试验研究了闸门的形式、布置方案、过流能力、闸门开度及渠道的断面形态、泵房前池形状等水力学问题和在设计高低水位时的泥沙淤积问题，并提出了相应的防淤清淤措施。试验结果表明，选定的闸门布置形式和渠道形状基本能满足引水的要求。采用高速水流搅拌冲沙的方法能有效地防止泥沙淤积。本文的研究结果对相似的工程有参考价值，并可为数学模型的验证提供试验数据。     

西溪河地洛水电站泥沙模型试验研究

通过泥沙模型试验研究,分析不同入库水沙条件下进入取水口内水流的含沙量和颗粒级配,水库对泥沙的沉降率。通过合理控制水库泥沙淤积和水库泄空冲沙,可保证设计所需长期有效的日调节库容。设计中取消了地下沉沙池,以水库代替沉沙池进行沉沙和冲沙是可行的方案。通过试验,对原枢纽的防沙、排沙措施进行了修改。