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.     

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。     

一种新型冲洗式沉沙池的设计探讨

对各种类型沉沙池及适用条件进行分析的基础上,通过在沉沙池的首部加调流板、在溢流堰上沿水流方向设溢流槽、对冲沙廊道进行改进并设置辅助冲沙设施这3个方面对传统沉沙池进行了改进。提出了一种新型冲洗式沉沙池,并进行了模型试验。试验结果证明,这种新型冲洗式沉沙池可以大大提高沉沙池对悬移质泥沙 的沉淀效率,并有利于泥沙的排除。     

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。     

定期冲洗式沉沙池溢流堰出池含沙量计算

水利工程平流型定期冲洗式沉沙池,是利用溢流堰输送清水的沉沙池.沉沙池末段表层水通过溢流堰出池.大禹渡沉沙池实测资料表明,沉沙池内悬移质含沙量沿垂线分布基本符合劳斯公式分布规律,劳斯公式可用来计算沉沙池含沙量沿垂线分布.采用谢鉴衡修正悬浮指标公式对理论悬浮指标值Z＜5部分进行修正,其结果与实测值比较吻合,Z≥5对含沙量计算影响甚微,可近似取Z1=Z.沉沙池溢流堰的极限吸出高度一般应通过试验来确定,在无试验资料的情况下,用式(6)计算是可行的.     

基于CCHE的重力沉砂池结构布置参数比选研究

为了提高重力沉砂池水沙分离效率,对重力沉砂池相关结构参数进行优化使各项结构参数取得较优值,并研究了侧向溢流堰长度与位置对重力沉砂池最终水沙分离效率的影响,且取得较优的侧堰长度与位置。基于CCHE软件采用混合掺长紊流模型建立CCHE2D重力沉砂池数学模型,得到重力沉砂池内水流流速、泥沙沿程分布及最终水沙分离效率,在已有研究成果基础上分析得到较优的重力沉砂池侧向溢流堰长度及位置。研究结果表明:改变侧向溢流堰长度及位置可将传统重力沉砂池水沙分离效率显著提高。当溢流堰长度取4 m并向上游移动1 m时可将水沙分离效率提高至71.20%。当侧向溢流堰向上游移动一段距离可以阻挡由沉砂池末端产生回流、漩涡等流态而卷起的泥沙,避免其流向清水池,从而提高重力沉砂池水沙分离效率。移动距离不可过前,否则距离过于靠前由于沉砂池边壁的阻挡容易使沉砂池末端形成一段"死水区",使沉砂池有效沉降距离减少,从而降低重力沉砂池水沙分离效率。     

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。     

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。     

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。     

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。     

三座店水库运行50年后取水塔含沙量数值模拟分析

三座店水库所属河流含沙量高,工程建成运用后河道的水沙条件将会发生改变,可能会影响整体河势调整和行洪能力。为准确掌握库区泥沙淤积状况,采用 Delft3D 三维水动力泥沙输移数学模型,对水库运用50年后取水塔各层取水窗口的含沙量进行数值模拟,分析含沙量与流速、含沙量持续时间等特征关系。模拟结果表明：水库运用50年后,左、右泄洪洞和取水塔的含沙量大于原地形含沙量;50年一遇频率洪水含沙量较100年和20年高,垂线平均含沙量由大到小依次为右洞、左洞、取水口;50年系列大于3 kg／m3的含沙量持续时间不超过23．5 d 。     

潘口水电站岸边溢洪道体型设计

潘口水电站溢洪道具有流量大、水头高,挑流水舌与河道夹角相对较大的特点。溢洪道设计充分利用了有利的地形地质条件,采用直线等宽矩形泄槽,保证了水流流态的相对均匀稳定。结合水工模型试验成果,对潘口电站岸边溢洪道各部位体型进行了优化,使溢洪道在泄流能力、各部位水流流态以及挑流消能效果方面都有了很大的改善,能够更好地满足溢洪道运行安全的要求。     

象山港岸滩演变和海床冲淤变化分析

基于象山港海域1935年、1962年和2005年3个年份的海图资料,应用GIS技术,计算分析了不同时段象山港的岸线变化、海床平面冲淤变化和滩槽平面变化,结合实测水文泥沙资料,探讨了该区域的冲淤变化趋势。分析结果表明,在1935—2005年间,象山港岸线总体上保持稳定,仅在部分凹湾岸段和岛屿周围由于围海筑堤而向海推进,速率约13.8 m/a,受此影响,潮滩细颗粒泥沙的沉积空间趋于减小,潮滩发育尚不完全;海床平面则经历了由冲转淤的调整过程,并呈现出湾顶附近轻微冲刷、口门附近轻微淤积、口门东侧缓慢淤积的冲淤分布特征。总体而言,象山港岸滩表现为轻微淤积,年均淤积速率0.54 cm/a,可以认为这主要是受人类活动影响所致。     

苏家河口水电站溢洪道缓流转弯段设计

苏家河口水电站由于受地形地质条件限制，溢洪道泄槽需设置平面转弯段过渡。该工程采用缓流转弯段，水流流态较好，槽身水流无明显的急流冲击波。     

台阶溢流坝过流掺气减蚀问题的研究

根据大朝山水电站表孔减压模型试验资料,结合原型观测有关资料,对台阶溢流坝掺气减蚀问题进行了分析研究。结果表明,利用表孔宽尾墩+台阶面的过流形式,可以解决台阶面大单宽过流掺气减蚀问题,台阶面水流近底掺气浓度最小在5%以上。高坝试验结果还表明,坝高增加20 m,台阶面水流掺气浓度沿程分布规律不变,即该掺气减蚀方法应用范围可推广至坝高131.0 m的台阶溢流坝。     

中塬沟水库泥沙淤积形态分析与计算

中塬沟水库是咸阳市亭口水库反调节蓄水工程,为确定反调蓄工程泄洪建筑物的进口高程,该文对坝前沟道内的泥沙分别用三角洲淤积形态法、锥体淤积形态法和经验面积减少法进行形态分析与淤积计算。结果表明,采用三角洲淤积形态在不考虑异重流情况下的计算结果适合中塬沟水库泥沙淤积形态分布,与实际基本符合。水库在运行50 a后,坝前淤积高程将达到881.0 m,泄洪洞口前淤积高程达到883.0 m,该结果为泄洪洞进口高程设计提供依据。     

云南某水电站水库泥沙淤积数值模拟研究

水库泥沙淤积引起库区水位抬高,侵占调节库容,造成库容损失,且有害粒径对水轮机造成磨损,从而引起水轮机运行效率下降、出力和年发电量减小、检修间隔缩短和费用增大。以云南某水电站水库为例,利用非恒定一维模型对库区泥沙淤积形态、泥沙冲淤、过机含沙量等变化进行数值模拟。结果表明:水库泥沙淤积形态为三角洲淤积,泥沙淤积对调节库容的影响较大;通过水轮机水流的含沙量较小、粒径较细,泥沙对水轮机的影响较小;泥沙淤积数值模拟与实测资料相符,因此采用非恒定一维模型进行泥沙淤积数值模拟是可行的,可有效地解决云南地区泥沙淤积数值模拟的难题。     

三门湾猫头深潭对“烟花”台风的冲淤响应

极端台风天气下,台风浪可能会造成海湾泥沙大幅起悬,从而引起湾内深槽骤淤。以浙江中部三门湾为研究对象,建立波流共同作用下的泥沙冲淤数学模型,研究猫头深潭在台风“烟花”过境期间可能产生的泥沙骤淤风险。经验证,数学模型较好地复演了“烟花”台风过程中的风暴潮与台风浪过程。研究结果表明,在台风浪作用下,下洋涂南侧浅滩及猫头深潭南北侧浅滩的含沙量均有明显增加,局部可增加至无浪情况下的3倍以上,“烟花”台风使猫头深潭最大淤积达0.15 m。台风浪导致的含沙量增加是三门湾深潭骤淤的主要原因。