入池流量与倾角对鱼鳃式沉沙池内水沙二相流的影响分析

为提高沉沙池的除沙效果,提出了一种新型除沙措施即鱼鳃式沉沙池。鱼鳃式沉沙池在池室内部布设多组倾斜的过滤网片,利用滤网拦截泥沙,提高泥沙沉降效率。采用物理模型试验和数值计算方法,分析不同流量和滤网角度下的流场分布和除沙效果,以此得到较优的结构型式,为该类沉沙池的工程设计和技术推广提供理论参考。结果表明,植入鱼鳃装置后沉沙池的泥沙截除率提高了12.5%~22.0%。数模计算进一步揭示,鱼鳃式沉沙池内流速变化分为五个区域,含沙量变化沿程呈现四个不同阶段。在泥沙沉积量计算中,最大泥沙沉积区出现在第一、二片滤网底部,建议增大鱼鳃装置前部的滤网孔径,使鱼鳃装置设置更加合理。

基于ANSYS-Fluent的沉沙池改进设计下三维流场分析研究

为探讨水利枢纽工程中沉沙池结构改进设计下池内水力特性及水沙演变特征,采用ANSYS-Fluent开展沉沙池内流速、时均压强及含沙量特征分析。研究得到沉沙池内流速等值线在翼片高度5 m、6 m下具有涡旋现象,翼片高度愈大,池内流速愈高,但翼片高度超过4 m后流速增幅减弱,且流速不稳定性增加。获得了池内压强水平最高为翼片高度4 m方案,且该方案下池内断面间压强增幅也是最高,而方案5 m、6 m压强增幅在出渠口减小至低水平。提升斜板翼片高度,池内含沙量减小,每梯次高度增长,断面含沙量平均减少13.1%;池内沿程断面含沙量均为递增变化,但高度超过4 m方案后,增长具有“慢—快”阶段之分。综合考量认为翼片高度4 m时更适配该沉砂池结构设计。结果可为沉沙池内流场计算分析及设计运营提供参考。

圆中环沉沙排沙池流速分布规律试验

对一种新型沙水分离装置——圆中环沉沙排沙池进行模型试验研究,对8个径向测试断面的清水流速在径向、垂向和环向的分布进行了测试。试验结果表明:圆中环沉沙排沙池的流速及流速梯度在环向呈不均匀分布,尤以180°径向测试断面流速及流速梯度最大;流速及流速梯度在径向与半径成反比,表层水流流速大小垂向分布与水深成反比;在距离圆心1/2半径以内水流紊动较强,其余半径范围水流紊动弱;中心出水环处流速大小与溢流堰内侧最大相差7.3倍,溢流堰长度是中心出水环的15倍。认为圆中环沉沙排沙池具有较好的沉沙条件的重要原因是溢流堰长度大。

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。

厢式沉沙池进口优化试验及流场三维数值模拟

通过对沉沙池原设计方案模型试验发现,原设计方案沉沙池存在着三池厢流量分配不均,进口流速及水面波动较大等缺陷。通过模型试验发现,在整流前池中设置整流横梁等措施后,沉沙池中水流流态得到了较大改善,三池厢出口流量分配及流速分布趋于均匀。在此基础上,采用数学模型对沉沙池中流态进行了三维数值模拟,得到了沉沙池中完整的流场信息,结果表明,计算结果与试验观测资料吻合良好,弥补了试验观测资料不足的缺陷。

基于CFD模拟的技术供水系统沉沙池优化设计

基于离散相模型对某水电站沉沙池结构进行数值研究,针对不同流速、不同底部排污口尺寸、不同导流方式、不同沉沙池形状,进行7种工况的详细研究,结果表明:沉降率随入口流速的升高而降低,出口水含沙量随入口流速的升高而升高,入口流速越高,底部排污口排出的泥沙含量越低;Rosin-Rammler分布粒径方法比均等粒径法更贴合实际,均等粒径越小,出口含沙量越大;底部出口直径越大,出口含沙量越低;沉沙池水流应尽量做到沿出口方向平稳缓慢流动;沉沙池的尺寸和形状对沉降率和出口含沙量至关重要,在条件允许的情况下,应尽量扩大沉沙池尺寸,增大池底坡度;垂直于出口流动方向的撞击能够有效提高泥沙的沉降,撞击后的泥沙运动方向发生改变,能量损耗,更易沉留在池内。

沉沙池立面流场数值模拟研究

采用κ ε紊流模型 ,对沉沙池立面流场进行了数值模拟。在验证模型正确的基础上 ,以大禹渡沉沙池为例 ,分析了沉沙池中水流的运动规律 ,为进一步研究泥沙在沉沙池中的运动规律提供了前提 ,最终为沉沙池的工程设计和运用管理提供科学依据。

钱塘江沉沙池水沙数值模拟研究

沉沙池是引水工程中常见的工程辅助措施,对提高引水水质具有重要的意义。钱塘江为提高流域配水效率、改善排涝格局,规划实施引水工程,并拟修建沉沙池作为辅助工程。为分析沉沙池的工程效果,构建了一二维耦合的水沙模型,以一维模型模拟钱塘江的水沙作为二维模型的输入条件,模拟分析了沉沙池的泥沙沉淀效果,在此基础上探讨了不同尺寸方案下沉沙池的沉沙效率。结果表明,一二维耦合数值模型能较好地模拟钱塘江的水沙变化状况,有助于系统地把握沉沙池的工程效果,优选更好的沉沙池设计方案。

尼泊尔中百太克水电站沉沙池系统布置设计

在多泥沙河流上建设水电工程,为确保工程和机组设备的安全,这些工程必须开展防沙排沙设计。文章结合工程实例介绍常规水电工程沉沙池的设计,通过对影响沉沙效果的进水口、引水渠、沉沙池上游控制段、沉沙池室、沉沙池下游控制段、压力前池等部位的设计进行详细介绍,总结出各部位的设计要点。文中工程采用美国标准进行设计,着重介绍了沉沙池室尺寸设计方面用到的水力学内容,并给出了中美标准在沉沙池设计中的一些差异。该设计方案最终通过国际咨询公司的审查,对要求采用欧美标准进行设计的国外沉沙池工程起到一定的参考和借鉴作用。

胶东调水渠首沉沙池综合提升利用研究

胶东调水渠首沉沙池是胶东调水工程和引黄济青工程共用的重要性控制工程,集沉沙、引水、蓄水和生态补水等功能于一体。本文通过充分挖掘沉沙池沉淀泥沙的功能潜力,探索泥沙综合开发利用方式,从而解决了引水必引沙的水沙矛盾问题。加强沉沙池的顶层规划设计,合理安排引水调度运行时机,完善工程配套设施建设,形成人水和谐的绿色生态体系,推动山东调水事业高质量发展。

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。

“沉沙与蓄水两用水库”模式的研究

本文介绍了引黄取水新模式中沉沙与蓄水两用水库的基本思路与基本原理 ,并通过对该模式在山东省东营市广南 1# 沉沙与蓄水两用水库沉沙条渠的应用所进行的现场观测 ,初步分析和研究了其工程效果。

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 ,并对沉沙池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 。

河水滴灌重力沉沙过滤池物理试验研究

农业高效节水技术在新疆地区发展很快,但作为主要供水水源的地表水含沙量较高,影响了该技术的广泛推行。为此,需要研究能有效处理地表水泥沙、满足滴灌水质要求、投资相对较少的除沙装置,河水滴灌重力沉沙过滤池比较好地解决了这一问题。以河水滴灌重力沉沙过滤池为研究对象,通过物理试验研究沉淀池长25 m,侧向溢流堰长分别为5、3、2 m的沉沙过滤池除沙效果,结果表明:在沉淀池长25 m的工况下泥沙总处理效率可达50%以上,侧向溢流堰长度选取3 m比较合适,满足出池水质要求的进口最大含沙量约为1.5 kg/m^3。

山东省引黄灌区渠首沙化的防治

据山东省13个大中型引黄灌区统计,复灌以来渠首沙化面积占沉沙池开辟面积的56％,沙化问题突出。灌区渠首沙化对当地生态环境、农业生产和社会经济的发展产生了严重的不良影响,亟需采取措施进行综合治理。这些措施主要有:节约用水,在渠首建防沙设施,以减少引沙量;提高渠系输沙能力,减轻渠首沉沙负担;汛期引洪淤灌或利用水力机械、土方机械盖淤改土,改良渠首沙荒地;以渠首泥沙为原料,开展各种建材加工;强化沉沙池管理,巩固治理成果。

沉沙池排沙廊道分流量计算的试验研究

沉沙池排沙廊道分流量直接影响沉沙池排沙用水的多少,对整个沉沙池工程影响重大,为此对分流量的计算问题进行了专门研究,并根据试验资料分析了水流强度、排沙廊道出口开度和溢流堰的高度等因素对分流量的影响规律,结合量纲分析建立了流量系数的半经验理论计算公式,通过实测值与计算值的误差比较表明,该流量系数计算公式形式简单、计算方便、精度较高,可供设计沉沙池工程时参考。

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)

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．

某水电站沉沙池方案比选设计研究

根据某水电站泥沙基本资料,分析本工程设置沉沙池的必要性,类比同流域类似工程;结合地形地质条件和枢纽总体布置,对沉沙池布置方案进行比选,最终选择地下连续冲洗式沉沙池布置型式,并通过水力学计算,确定沉沙池主要控制尺寸。