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。     

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。     

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。     

抽水蓄能电站泄流建筑物水力优化及排沙效应的试验研究

对于边界及运行条件复杂的水利工程,泄流排沙建筑物的合理布局十分重要。采用动床模型试验技术,研究了某拟建抽水蓄能电站下库区水沙运动及泥沙淤积分布规律。试验表明利用河湾布置取排水口防沙效果较好,裁弯取直的输沙槽能引导主流输沙;但泄洪排沙洞进流不畅、泄流能力不足,导致排沙效果受限。根据电站运行条件及坝区水沙运动特征分析,进行了"上拦、中排、下截"的水力优化试验。利用Ω弯道自然条件,通过局部优化、调整拦沙潜堰与围堰,借助双截留使过机泥沙降低20%～25%。通过调整泄洪排沙洞体型与轴线布置,泄流量增加1.78～1.94倍,排沙量增加2.3～2.6倍,洪水期排沙比增加到0.30～0.33,拉沙能力大增,淤积纵向分布重心下移。研究成果为水库及电站安全运行提供了可靠技术支撑。     

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     

基于Fluent软件的低压输水管道沉沙池流场模拟分析研究

针对阿克苏乡低压输水管道中沉沙池流场特性,基于Fluent软件建立数值模型,获得沉沙工况下沉沙池在横向、纵向断面上流速特征,研究了沉沙工况下湍动能与耗散率,池口湍动能大,池末端湍动能较小;池末端与池口处耗散率相差约有810倍。分析了两种排沙工况下流速在池末端聚集,且回旋流显著;两方案湍动能与耗散率具有一致性,池口处紊动特征显著,池中间段湍动能减小至稳定状态,最大变幅超过4个量级,最大耗散率达1.831.97。     

立柱排布方式对悬沙排沙漏斗水沙分离性能的影响

为了获取立柱的排布方式对排沙漏斗水沙分离性能的影响规律,通过室内试验对进流量、含沙浓度不同时双排立柱并排布置和交错布置的排沙漏斗的水沙分离性能进行研究。结果表明：无立柱时漏斗悬板淤沙波痕峰值、底板淤沙冲沟的曲率和冲深均最大,立柱并排布置时次之,交错布置时各值均最小;与未加设立柱相比,并排布置排沙耗水率最大增加4.01%,交错布置排沙耗水率最大增加4.25%,加设立柱后漏斗室内的切向流速、螺旋流强度和二次流强度及范围均减小,交错布置相对于并排布置削弱更为明显。并排布置的室内淤沙质量比交错布置减少3.10%～4.76%,底孔排沙率增大0.90%～1.23%。工程设计时,考虑到立柱并排布置时的底板淤积量、底孔排沙率、泥沙总截除率和排沙耗水率与不加立柱时较为接近,故可按照并排方式布置立柱。研究成果可为排沙漏斗悬板支撑系统的优化设计提供参考。     

水库自动化自吸式管道(廊道)排沙技术构想

以陕西省水库为例,阐述了解决水库泥沙淤积问题的迫切性和必要性,分析了排沙底洞等排沙技术措施的局限性。通过分析"自排沙廊道"专利技术的优点以及目前国内自动控制、机械制造技术水平,提出了将自动控制技术融入"自排沙廊道"专利技术的自动化自吸式排沙管道(廊道)技术构想:1对于已淤积水库,研发可在原有排沙洞进口延伸的管道,扩大排沙洞影响范围;2对于新建水库,在库区内增建自吸式管道(廊道)排沙系统,将网络状管道铺设于库底,在管道不同位置上设置排沙孔,通过电动控制这些排沙孔的有序启闭来实现高效排沙。最后,对这项技术的研发工作提出了相关建议。     

竖井旋流泄洪洞涡室整流挑坎试验与数值模拟

已有竖井旋流的研究成果表明,涡室进口处水流的起旋对整个涡室流态的影响很大,如何使水流在进入涡室段时能稳定起旋,并贴壁形成稳定空腔,是决定整个竖井旋流消能效果的一个关键性因素。通过试验与数值模拟相结合的方法,研究了涡室进口处整流挑坎的体型对涡室流态的影响,提出了一种新的整流挑坎——楔形挑坎。试验表明,这种挑坎形式与传统圆弧挑坎相比能更好地引导涡室进口处水流的起旋,改善涡室内水流流态。对类似工程设计具有重要的参考价值。     

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"...     

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。     

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。     

葛洲坝大江电厂排沙孔进水口底槛磨损成因分析

针对葛洲坝大江电厂排沙孔进水口检修门槽底槛磨损问题,采用水下摄像方法,记录了发电运行时机组进水口流态和排沙孔进水口门砾石运动轨迹。根据观测得到水流特性以及砾石运动规律,分析了底槛磨损影响因素,提出了避免磨损的基本措施。     

库区导流堤与排沙渠结合技术在水库排沙清淤中的应用试验研究

针对目前克孜尔水库存在的泥沙淤积问题,通过物理模型试验,研究了导流堤与排沙渠结合技术在克孜尔水库排沙中的应用。在平滩流量下,运用导流堤与排沙渠结合技术能较快地形成主槽冲沙,主槽形成后能有效地排除上游的泥沙。导流堤与排沙渠结合技术在水库排沙清淤中是可行的,且可与其他库排沙清淤措施联合使用,能较快地恢复水库库容,为那些对库型、用水与经济有一定限制的水库提供了另一种排沙清淤思路。     

关于沉沙池计算中的水流挟沙力

一度流超饱和输沙法是考虑了超饱和输沙特点的泥沙沉降计算方法．沉沙池内水流挟沙力是一定水力和床沙组成条件下水流挟带床沙质的能力．从已建沉沙池沉降标准、池内设计水流水力以及床沙组成条件来看，沉沙池运行前期、中期水流挟沙力一般都很小．用一度流趋饱和输沙法计算沉沙池沉降率时可不考虑水流换沙力的影响．均匀流条件下，用不考虑挟沙力和考虑挟沙力的一度流超饱和输沙法分别计算沉沙池的沉降率，二者相对误差取决于挟沙力与进口含沙量之比，该比值小于0．2时，相对误差小于20％．沉沙池内挟沙力与进口含沙量之比小于0.2时，用一度流趋饱和输沙法计算沉沙池的沉降率，可不考虑水流挟沙力的影响．     

双向潜水贯流泵装置内流及水力性能分析

为明晰双向运行时潜水贯流泵装置的内流特征及水力性能,采用数值模拟技术对双向潜水贯流泵装置进行全流道计算,通过模型试验验证数值计算的有效性。结果表明：在叶轮的叶片安放角0°、双侧可调导叶的叶片调节角0°且灯泡体位于内河侧时,泵装置在排涝工况时最高效率为59.29%,引水工况时泵装置最高效率为58.41%;双向运行各流量工况时,叶轮进水侧的过流结构内部流线均平顺流态较好,叶轮出流侧的过流结构内部流态相对紊乱;在双向运行时,直管式流道的出口面轴向速度分布均匀度均大于92%,速度加权平均角均大于89°,直管式进水流道为叶轮提供良好的入流速度分布;在高效工况时,泵装置出水流道进口的偏流角均低于导叶体出口;叶轮所受的轴向力均随着流量的增大而减小。研究成果为双向潜水贯流泵装置的结构优化提供了一定的参考价值。     

冲积河流稳定平衡条件与断面几何形态的数理分析

冲积河流稳定平衡条件长期以来被认为无闭合解,致使众多经验假说得以应用。本文通过将两个无量纲断面形态参数宽深比和边坡角度引入到冲积河流三大基本运动方程中,详细分析了推移质输沙率与这两个变量之间的复杂关系,从数学上推导得出冲积河流达到稳定平衡的水动力学条件是推移质输沙率最大。河流达到稳定平衡时的过水断面形态数学表达式表明,天然冲积河流在平滩水位时所展现的水力几何关系是河流通过调整过水断面形态达到的稳定平衡的结果。     

基于TM/OLI影像的河道平面形态演变机理分析——以监利弯曲汊道段为例

受到弯曲与分汊河道的输水输沙特性的共同作用,弯曲分汊河道的河床演变过程复杂。以长江中游监利河段为例,选取9期遥感影像数据,利用Envi和Arcgis解译并提取河道的平面形态特征。结果表明,在1987-2014年间,监利两汊道宽度变化显著,左汊宽从1 041m减少至340m,右汊宽从632m增大至1 531m;与此同时,江心洲最大长度增加近900m,平均宽度缩窄200余m。在1995年前后,监利河道的水面宽度增大,江心洲的长宽比从3.59增加至4.32,河道发生主支汊易位。通过对监利站的水沙过程进行分析发现,监利汊道发生主支汊易位可能是由流量自80年代后进入中高水期而引起的水动力轴线不断右移所致。同时,为了适应来水来沙由"沙多水少"向"水多沙少"转变,监利河段的平面形态从减小江心洲宽度和增加河道水面宽度这两个方面进行调整,以减少河道的输沙能力,维持合理的输沙效率。