黄河小北干流连伯滩淤区泥沙运动特点分析

2004年黄河小北干流放淤试验连伯滩淤区落淤结果显示：①淤区进口含沙量越大、泥沙粒径越粗,淤区含沙量衰减量、粒径降低值越大,落淤效果越好;②淤区“淤粗”、“排细”呈明显的反比例关系,适当减小粗沙落淤率,能够显著增大细沙排出量和落淤泥沙粒径。从试验结果看,将细沙排出率控制在70％、粗沙落淤率控制在85％左右是比较适合的。     

黄河内蒙古段不同粒径泥沙输移能力变化分析

泥沙输移的效果不仅受水流和边界条件的影响,同时也取决于泥沙自身的特征,包括泥沙数量的多少和泥沙粒径的分布特征。以黄河内蒙古段1958—2013年实测水文资料为依据,分别将巴彦高勒和头道拐断面作为内蒙古段上下游控制断面,将泥沙分为小于0.010 mm、0.010~0.025 mm、0.025~0.050 mm、0.050~0.100 mm及大于0.100 mm 5个粒径组,探讨了各粒径级泥沙在不同时期的输移能力。结果表明:1历年洪水过程中分组沙与全沙呈较好的正相关关系,粒径级0.025~0.050 mm的泥沙输移对全沙的贡献最大,粗沙次之,贡献最小的为细沙;2水力条件改变时,巴彦高勒断面的河床冲淤调整较下游头道拐断面表现得更为明显,特别是在粒径小于0.010 mm的细沙输移能力变化方面,不过随着来水在年际间和年内趋于平均,细沙的输移变化也愈发均匀。     

黄河小北干流放淤试验"淤粗排细"效果分析

黄河小北干流连伯滩放淤试验结果显示:①在2004-2006年黄河干流来水不利的水沙条件下,通过放淤闸、弯道溢流堰、退水闸的合理布置、调度运用和淤区的合理布置,基本可以实现淤粗排细目标。淤区大于0.050mm的粗沙淤积量占淤积泥沙总量的39.7%,大于0.025mm的中、粗沙占淤积总量的72.2%;②淤区进口含沙量越大,泥沙粒径越粗,落淤效果越好;③淤区淤粗、排细呈明显的反比例关系,适当减小粗沙落淤率,可以显著提高细沙排出率。     

不同滤网条件的微压过滤冲洗池过滤性能研究

为探讨微压过滤冲洗池采用不锈钢和腈纶滤网作为过滤元件的过滤性能,以过滤时间、拦截泥沙质量及泥沙去除率为评价指标,在水流含沙量为0.66 kg/m³和流量为5.0 m³/h条件下分别开展了物理模型试验。试验结果表明：在水箱水深变化方面,腈纶滤网存在水深恒定、水深快速增加及水深急速增加3个过滤阶段,而不锈钢滤网没有水深急速增加阶段;两种滤网的水深恒定时间相差不大,但不锈钢滤网的过滤时间略大于腈纶滤网;腈纶滤网拦截泥沙质量大于不锈钢滤网,且腈纶滤网能拦截到更小粒径的泥沙;腈纶和不锈钢滤网的泥沙去除率分别为61.10%～83.50%和44.00%～62.05%,前者是后者的1.35～1.42倍。综合考虑各项指标认为腈纶滤网更适用于微压过滤冲洗池,试验成果可为微压过滤冲洗池的深入研究提供理论依据和技术支撑。     

黄河内蒙古段不同流量过程输沙效率分析

选定黄河内蒙古段1958—2013年体现年际间的丰枯变化和年内的季节性变化特征的94场次流量过程,以排沙比和淤积比为主要指标,分析了不同时期各级流量过程的输沙效率。结果表明:对于平均流量小于1 000 m3/s的流量过程,流量与含沙量的变化均对输沙效率具有比较显著的影响,即排沙比随着流量的增加而增大,随着含沙量的增大而减小。不同流量过程中泥沙组成的变化将导致各级粒径泥沙的输移分配比例有所不同,细沙流量过程水流的输沙能力主要表现在对粗沙的输移上,而粗沙流量过程水流的输沙能力主要表现在对细沙的输移上。     

黄河下游非漫滩高含沙洪水的沿程淤积分布

小浪底水库即将由拦沙初期转入拦沙后期,水库降水排沙会使黄河下游河道发生不同程度的淤积,给维持下游一定过流规模的主槽带来困难。通过对比4个不同含沙量与泥沙级配方案下游河道的冲淤量及泥沙沿程淤积情况,认为:1含沙量低且悬沙粒径细的非漫滩高含沙洪水在黄河下游河道淤积量相对较少,且各河段淤积较为均衡;2非漫滩高含沙洪水含沙量沿程调整迅速,含沙量越高,衰减幅度越大,中粗沙含量沿程明显减少,细沙含量沿程衰减得少;34个方案均以中粗沙淤积为主,淤积主要发生在花园口以上河段,粗沙淤积量占总淤积量的比例分别为58.0%、46.9%、48.5%、58.8%,花园口—夹河滩河段内各粒径泥沙淤积分配比例基本均等,夹河滩—高村河段淤积量小,粗沙淤积量相应较小,细沙淤积比例稍大。建议在小浪底水库降水冲刷期尽量避免下泄小流量、高含沙量的水沙过程,若不可避免,则应考虑尽可能减小悬沙粒径。     

旋转网筒过滤器转速变化规律及影响因素研究

为了探索网筒转动对延缓过滤器堵塞问题的影响以及转速的影响因素,分别在不同流量和含沙量条件下进行室内物理模型试验,分析了转速随过滤时间的变化规律及其影响因素。试验结果表明：浑水条件下转速随流量的增大幅度低于清水条件,含沙量对网筒转速有重要影响;网筒转速随流量的增大而增大,流量增大的初始时刻网筒转速加快,网筒转动持续时间延长;相反,网筒转速随含沙量的增大而减小,含沙量越大,初始时刻网筒转速越低,网筒转速下降越快,网筒停止转动时间提前。分析认为,进水流量和含沙量的共同作用导致了网筒转速的变化。通过对过滤池内泥沙质量对比分析可知,网筒转动有利于延缓堵塞、提高过滤效率。因此,在实际工程中可以考虑利用网筒转动来达到延缓堵塞的目的。     

自清洗网式过滤器最佳排污时间试验研究

自清洗网式过滤器最佳排污时间决定着过滤器排污耗水量的大小以及过滤效率,对影响自清洗网式过滤器最佳排污时间的因素进行分析,发现过滤器最佳排污时间与过滤器进水含沙量、排污含沙量及过滤时间有关。为了探讨最佳排污时间的变化规律,进行了过滤器进水含沙量、排污含沙量及过滤时间对最佳排污时间影响的试验研究,结果表明:在不同预设压差值下,随进水含沙量的增大,排污含沙量增大。当排污时间达到10 s时,排污含沙量达到最大,在20 s以后排污含沙量趋于稳定。为保证过滤器高效率排沙并尽量减少排污耗水量,建议将排污时间控制为20~30 s。     

艾利河段泥沙输移特性及不淤临界含沙量探讨

对艾山—利津河段泥沙输移特性进行的分析表明：①艾山以下窄河段的河床演变具有“大水冲、小水淤”及“细沙冲、粗沙淤”的基本特点,并且淤积主要集中在非汛期,粗沙、中沙及细沙均发生淤积;汛期除粗沙淤积外,细沙及中沙均发生冲刷。②艾山—利津河段河道冲淤主要与流量大小有关。同时,根据1960～2002年的洪水资料,分析了粗沙、中沙、细沙冲淤的临界流量,建立了艾山—利津河段不同粒径组泥沙排沙比与流量间的关系;考虑到洪水演进及区间引水引沙等因素,初步建立了在洪水期艾山—利津河段不发生淤积的条件下艾山站临界含沙量与流量间的关系式。     

山西省三大引黄泵站泥沙处理标准分析

目前，国内泥沙处理方面尚无统一标准可循，需依据各站具体条件而定。夹马口、尊村、小樊是山西省三大引黄泵站。三站干渠渠道淤积物大部分是０．０５ｍｍ以上粗沙。夹马口站含沙量与单机流量相关式为Ｑ＝０．７９７６—０．００１２Ｓ，相关系数为－０．８。泵站装置效率随含沙量的增大而减小。综合研究含沙量与出水流量及装置效率关系及渠道挟沙能力要求后，确认三大泵站的泥沙处理标准应为：对粒径大于０．０５ｍｍ的粗沙应予以处理，汛期出池含沙量应小于１５ｋｇ／ｍ３，非汛期出池含沙量应小于５ｋｇ／ｍ３。     

流量对微压过滤冲洗池过滤性能的影响研究

为研究微压过滤冲洗池在不同流量下的过滤性能,开展了流量为5. 4、9. 1、12. 4、15. 4、18. 5 m3/h下的物理模型试验。结果表明:不同流量下,微压过滤冲洗池的过滤情况可分为滤网过滤、滤饼过滤和挤压过滤3个阶段;流量对微压过滤冲洗池的泥沙去除效率影响不大,均为66%左右; 0. 125 mm以上泥沙的粒级效率达到100%,符合微灌或喷灌对水质的要求;流量为5. 4 m3/h下的过滤时间和拦截的泥沙质量分别为18. 5 m3/h的3. 44倍和2. 32倍,一旦超过对应流量下的过滤时间,则需进行排污,否则易损坏滤网;流量越小,微压过滤冲洗池的过滤时间越长,滤网能拦截的泥沙越多,尤其是小于滤网孔径的细小颗粒。     

粉细砂层降水管井包网过滤器优化试验研究

粉细砂地基抽水管井因为细砂颗粒进入滤层、井底而影响抽水效率,甚至引起管井报废,同时大量细颗粒流失容易引起侧向土体渐进渗透破坏甚至影响基坑整体稳定。为保证基坑降水工程的顺利进行,以秦淮河船闸扩容改造工程为背景,通过室内模拟试验对滤网的选择进行方案设计、比选。最终得出结论在粉砂地基土降水井井周的滤网结构宜选择80目+120目的双层滤网,并在实际应用中取得了良好的效果。试验成果可供类似工程参考与借鉴。     

Tertiary filtration in small wastewater treatment plants.

Tertiary filtration can be proposed in small wastewater treatment plants with impact on protected water bodies. Rotating disk filters may be adopted, in respect to conventional sand filters, when low availability of space and low investment costs are the prevailing conditions. The overall objective of this research was to evaluate the filtration efficiency of rotating disk filters; to compare effectiveness with traditional sand filters; to analyse thoroughly the importance of particle size distribution in wastewater tertiary filtration. In the experimental activity, conventional wastewater quality parameters were investigated and particle size distribution (PSD) was characterized to discuss the filter effectiveness. The effect of design and operation parameters of tertiary filters were discussed related to particle removal curves derived from particles counts. Analysis of particle size distribution can be very useful to help comprehension of filtration processes, design of filtration treatments and to decide the best measures to improve filter performance.     

反滤层粒度组成及厚度对大坝渗流特性的影响

反滤层的粒度组成和反滤层厚度及其结构对大坝渗流特性具有显著的影响。针对某黏土心墙砂砾石坝,设计了黏土心墙两侧反滤层材料的颗粒级配范围线（上、下包线）,配制了材料颗粒级配,并对其进行了4组渗透变形试验,获得了试验材料的临界坡降、渗透系数和渗透破坏形式。根据渗透试验结果和双层反滤结构,采用有限元数值方法对两层反滤料厚度的11种组合（厚度变化范围为0.5~2.5 m）的大坝渗流特性进行了模拟分析。结果表明:（1）反滤层的第一层粒度较细,包线内土料粒度由细变粗时,对渗透系数的影响较小,对临界坡降和破坏坡降的影响较大,且破坏类型由流土变为管涌形式;第二层反滤砂砾石颗粒较粗,且粒径5 mm以下细颗粒含量很少,渗透特性取决于粗粒材料的含量,为过渡型破坏类型。（2）当双层反滤层总厚度不变（厚度3 m）时,改变反滤层的厚度组合和粒度组合,对大坝单宽渗流量和心墙出逸点高程的影响较小。第一层反滤料厚度从0.5 m增加到2.5 m,心墙和反滤料的出逸比降均呈非线性增长,第一层反滤料出逸比降增幅为92.7%,第二层反滤料的出逸比降增幅为70.0%。第一层反滤料粒度变化比第二层反滤料粒度变化对心墙和反滤料出逸比降的影响小。（3）反滤层厚度保持3 m时,建议第一层反滤料厚度取1.0~1.5 m,相应地第二层反滤料厚度取2.0~1.5 m;粒度组成选取两层反滤料都靠近下包线位置,即粒度较粗为最优。     

风积粉砂土的颗分试验对比分析

风积粉砂土不同粒级的分选是土工试验的基础。目前颗分试验总体可分为干式分级和湿式分级两类,湿式分级方法中常采用离心法和静水沉降法。为了寻求适用于粉砂土的有效分选方法,对目前常用的标准筛筛分法、过滤法、离心法、静水沉降法进行了对比试验,再结合光学显微镜和激光粒度仪对分级后的土颗粒进行观察分析。总结了几种方法的适用性,指出标准筛筛分法不能有效分选细小颗粒,因此不适合于粉砂土的颗分试验。对于粒径小于0.075 mm细粒土分别对比了过滤法、离心法、静水沉降法,其中过滤法分级效果不理想,而离心法虽在时间控制和实验效率上有不可替代的优点,但就分级结果的精确性而言,静水沉降法比离心法精确度更高。     

压缩过程中粗粒土渗透性变化的试验分析

为了研究影响粗粒土渗透系数大小的因素,采用实际工程用砂,通过不同条件下室内渗透试验,分别研究了粗粒土的粒径大小、干容重及相对密实度对渗透系数的影响。结果表明:对于同一粒度成分的粗粒土而言,其渗透系数随干容重的增加而减小,随相对密实度的增加而减小;在粗砂粒范围内,渗透系数随均值粒径的增大而快速增大;在细砾土粒径范围时,渗透系数随均值粒径增大的现象不显著。研究结果表明压缩作用使砂粒土渗透系数的减小较为显著,而对细砾土渗透系数的影响不明显。     

离心筛网一体式微灌过滤器水力性能试验

为考核离心筛网一体式微灌过滤器水力性能,通过室内试验,对其在70m³/h~110m³/h流量段进行了多方案水力性能的对比试验?结果表明:在相同的滤砂能力情况下,对应流量的水力损失小于组合式约3.7m~4.8m,说明一体式微灌过滤系统具有较高的运行经济性,适于在微灌系统中推广应用?     

亭口水库大坝反滤料选料研究

为了使亭口水库反滤料选料经济合理,依据现场土料级配包线,按照反滤料保土性和渗透性要求逐级推求第一层反滤砂和第二层砾石反滤料的级配包线,并按照就近取料的原则,针对原设计第一层反滤砂与推求的级配相差太大,选用杨凌砂和咸阳砂进行试验分析,确定用杨凌砂作为第一层反滤料;针对砾石反滤料太粗的问题,采用掺入杨凌砂的方法调整级配让其接近推求包线,并用接触流失试验验算了反滤层级配的合理性。试验结果表明:调整后的反滤料级配更为安全,并符合工程实际。     

基于摄动理论的泥沙群体沉降公式研究

国内外许多学者对单个颗粒泥沙沉降公式进行了大量的实验研究和分析,鉴于单个颗粒的沉速与群体沉降可以相差10倍,目前泥沙群体沉降公式大多为经验表达式,因此,深入研究群体颗粒泥沙沉降公式有重要的意义。考虑到在群体泥沙沉降中粗细颗粒粒径大小对泥沙沉降公式的影响,基于摄动理论和最小二乘法,在泥沙群体沉降一般模式的基础上,提出一种新的泥沙群体沉降计算模式。通过对现场实测资料和水槽试验数据进行计算拟合,并与其它经典公式相比较,发现所推导的公式要优于后者。研究结果表明:针对群体泥沙沉降中粗细颗粒粒径大小,考虑其颗粒间的相互影响,按群体泥沙颗粒粒径大小范围分别考虑,是一种群体泥沙沉降计算比较有效的途径。