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。

曲面溢流悬板倾角对排沙漏斗流场特性的影响

排沙漏斗的流场特性对其水沙分离性能具有决定性作用,为了探究曲面悬板的倾角对排沙漏斗流场特性的影响,利用大涡模拟和VOF相结合的方法,对曲面悬板倾角分别为5°、10°、15°时的排沙漏斗三维流场特性开展研究,并与相同进流量下排沙漏斗设置平面悬板时的流场特性进行对比。结果表明,采用曲面悬板可增大漏斗室内的涡流强度,减小低流速带的范围,倾角增加能提高空气涡的稳定性、增加空气涡的强度和尺寸,有利于水沙旋流分离;锥体区径向流速随倾角增加而增大,且基本指向漏斗中心,有利于泥沙快速输移至排沙底孔;曲面悬板表面溢出水流的流速大于平面悬板表面的流速,且倾角θ为15°时,悬板上流速最大。

某水电站冲砂闸垮塌原因分析

文章介绍了某水电站工程冲砂闸垮塌前后的状况,分析了冲砂闸垮塌的主要原因,可为其他类似工程的运行管理、日常维护及应急抢险工作提供借鉴。

“圆中环”沉沙排沙池浑水沉沙特性

"圆中环"沉沙排沙池是一种新型二级泥沙处理设施,以新疆呼图壁阿苇滩"圆中环"为原型,通过物理模型试验研究其浑水沉沙分布规律以及沉沙排沙效果。研究表明:"圆中环"的含沙量、沉沙范围和沉沙粒径在环向呈不均匀分布,135°~225°范围分布较大。但含沙量及沉沙粒径在径向与半径成反比,在距离圆心1/2半径处以内含沙量沿垂向与水深成反比,垂向分布不均匀,沉沙颗粒较粗,其余范围含沙量垂向分布较均匀,沉沙颗粒较细;在设计工况条件下,"圆中环"截沙率为90.9%,>1 mm粒径范围截沙率为100%。试验证明:"圆中环"存在泥沙分选现象,水沙分离依靠重力沉降,溢流堰长是沉沙效率高的重要原因。"圆中环"沉沙粒径范围大,截沙率高,排沙耗水率较小,并能利用水力作用自动排出沉沙。研究结果可为"圆中环"优化结构形式及设计应用提供参考。

排沙漏斗优化及输沙特性试验研究

采用大比尺模型试验对排沙漏斗体型进行了优化研究,通过设置适当的悬板和调流墩以及漏斗的体型、尺寸,形成稳定的三维螺旋流使水沙分离实现连续排沙。排沙下界粒径较大时,可以选择较小的漏斗尺寸,使涡流强度提高以较小的耗水率排放泥沙。排沙下界粒径很小时,须选择较大的漏斗尺寸,使涡流强度适当以避免细颗粒泥沙因紊动上浮而被带入引水渠,同时还要避免泥沙在漏斗内淤积。直径60m的漏斗经优化体后,试验结果表明,工作流量为40～50m3/s,粒径大于0.1mm的泥沙排除率达到90%,而排沙耗水率小于10%,效果良好。

悬板开孔对排沙漏斗流场特性的影响

排沙漏斗的水沙分离性能取决于其流场特性,为了弄清楚悬板开孔对流场特性的影响,利用粒子图像测速技术和数值模拟方法,分别对悬板溢流段和非溢流段同时均匀布孔、仅在非溢流段布孔和无孔时的排沙漏斗流场特性开展研究。结果表明:(1)布孔位置不影响涡流性质但影响其强度,均匀布孔时涡流强度最小,不利于水沙离心分离;(2)无孔和仅在非溢流段布孔时的流场特性有利于泥沙径向输移、沉降和排出,均匀布孔径向速度和二次流流速减小不利于泥沙输移和排出;(3)仅在悬板非溢流段布孔时悬板表面速度大于其他方案,泥沙不易淤积于悬板。为减少悬板上的泥沙淤积量且同时要保证较高的泥沙截除率时可采用仅在悬板非溢流段布孔的方案优化悬板体型。

中心出水环高对圆中环沉沙排沙池流速分布影响研究

针对新型二级沙水分离设施-圆中环沉沙排沙池，采用模型试验方法测试其清水流速环向分布。研究表明：“圆中环”中心出水环不加高工况整体流速环向呈现不均匀分布，135°～225°范围流速较大。“圆中环”中心出水环加高9cm工况整体流速分布较均匀，但中心出水环过高，造成上游进水渠水位升高并增加工程量及投资。试验证明：“圆中环”中心出水环适当加高可提高沉沙效率，设计过程中，中心出水环加高后顶高程不宜超过溢流堰顶高程。

大古水电站坝前排沙运行方式与排沙漏斗形态

为给实际工程排沙设施的设计和布置提供依据,基于1∶60整体模型,根据淤积泥沙扬动流速相似原理,试验研究大古水电站2条排沙廊道和1个底孔在不同运行方式下坝前库区的排沙效果和排沙漏斗形态。结果表明:排沙洞开启顺序对最终排沙效果影响不大;深水条件下,坝前排沙漏斗形态主要受泥沙特性决定,非黏性沙的排沙漏斗坡度接近于淤积泥沙水下休止角;大古水电站排沙设施的设计方案具备保证电站进水口"门前清"的条件。

排沙漏斗的流场特性及输沙机理

排沙漏斗的工作原理是利用漏斗涡流排除进入渠道的推移质及悬移质泥沙。介绍了利用激光测速仪对排沙漏斗的三维流场的测试成果，分析了排沙漏斗的时均流特性和紊流特性及输沙机理。

螺旋流排沙管三维数值模拟

涡管排沙以其成本低、效率高等优点而被常常应用于引水明渠的渠首中,但由于涡管尺寸小、流动三维性强等特点,涡管中流动的真实信息很难得到,不利于涡管的优化设计。应用FLUENT软件,以RNGk-ε湍流模型封闭Reynolds方程,用SIMPLE算法求解方程组,采用VOF法追踪自由表面,对明渠排沙涡管中流态进行了三维数值模拟,得到了涡管内切向和轴向流速分布的完整信息。分析了水深、排沙涡管开口宽度、涡管直径、涡管与渠道轴线夹角、涡管开口长度和涡管纵向坡度等参数对涡管内流速分布的影响。

淤地坝系拦泥、滞洪坝高的双优化

考虑到淤地坝的最优拦泥坝高与最优滞洪坝高之间存在着密切的关系,本文提出了在坝系优化规划中对两种坝高同时进行优化的思路及数学模型。在数学模型中避免了对经济、社会及生态效益的计算,采用了能间接反映三种效益而又较为简单的目标函数及约束条件。文中有计算实例。

佛山水道疏浚底泥处置方案选择

疏浚底泥的不同处置方案各有优缺点,在选用污泥处理处置工艺时,要综合考虑环境安全、资源投入产出和收益影响,比从而实现环境、社会和经济效益最大化。其中,环境安全应该是最优先考虑的问题。根据佛山水道底泥重金属含量的分析结果,佛山水道底泥重金属污染严重,超过了污泥农用控制标准值,疏浚底泥农田综合利用不可行;但底泥毒性浸出实验结果显示,佛山水道各采样点底泥浸出液中重金属含量远低于危险废物标准限值,不属于危险废物,可以对其进行卫生土地填埋。

排沙漏斗中的二次流及其影响

根据理论分析和现有试验成果相结合的方法,研究了排沙漏斗中二次流在排沙中的重要作用。应用二次流理论解释了一些排沙漏斗结构设计的内在原因,从二次流的角度去说明排沙漏斗是如何实现高效排沙的,得到了一些被试验和实践证实了的结论。着重地阐述了排沙漏斗在处理以悬移质为主的泥沙和以推移质为主的泥沙时排沙漏斗直径大小调整的原因。提出了平衡悬移质所需的水流临界径向速度公式,它为定量地判断水流能否向中心输移悬移质颗粒提供参考。

天生桥二级水电站的防沙设施

天生桥二级水电站首都枢纽的防沙工程充分利用天然河弯环流、人工环流及沉沙排沙等措施， 采用多级水位调度方式， 控制溯源冲刷，

导沙坎导沙机理及设计方法

根据水槽试验的结果，阐述了导沙坎防沙的原理、导沙坎附近水流及泥沙运动规律，分析了影响导沙坎导沙效果的几个主要因素：流速、导沙坎高度，以及导沙坎与水流的夹角．从推移质泥沙运动的机理出发，进行理论分析推导，得到导沙坎相对高度与相对水流强度的关系式，利用实际工程及模型实验的有关资料进行回归分析，确定出关系式的系数和指数。

圆中环沉沙排沙池特性研究

圆中环沉沙排沙池是新型二级水沙分离设施,采用物理模型试验方法研究中心出水环不同高度工况下的排沙特性及最大沉沙粒径.研究表明：圆中环利用倒锥底坡上的高速水流将沉沙汇入冲沙槽,保证了在小于设计流量运行时排出沉积泥沙.同时要求冲沙槽起点至冲沙廊道后有适当的落差,保证水流在冲沙槽内形成高速环流及强挟沙力将泥沙自动排入下游河道.在设计流量条件下,中心出水环不同高度工况处理的泥沙粒径范围为1～84 mm.相比中心出水环不加高工况,中心出水环加高9 em,沉沙分布更均匀,有效沉沙体积及沉沙量增加,排沙时间稍有缩短,沉沙时间增加,排沙耗水率更小.圆中环依靠水力作用并以间歇排沙方式处理推移质泥沙,加高中心出水环可提高处理悬移质能力,减小排沙耗水率.

涡管排沙研究进展

进入涡管槽口的挟沙水流会形成强有力的螺旋流沿涡管流动，能有效地排除底部推移质泥沙。涡管排沙可解决渠道引水的泥沙问题或排除水库泥沙，成本低，效率高。本文介绍了国内外在分析涡管排沙机理、重要影响因素、排沙效率计算及相关设计等方面的进展。

水利工程沉沙池泥沙沉降计算方法分析与验证

介绍了水利工程沉沙池泥沙沉降计算方法,并结合实例对各种方法进行了分析验证。结果表明:采用准静水沉降法计算的泥沙分组沉降率与实测分组沉降率存在明显的偏差;泥沙颗粒平均粒径范围为0.175～0.570 mm、含沙量为0.25～1.00 kg/m3时计算泥沙沉降采用沉降概率法较为合适;二度流超饱和输沙法假设流速和扩散系数沿垂线方向为常数,但沉沙池中泥沙沿垂直分布为紊流且为不均匀流,因此该法存在缺陷;一度流超饱和输沙法考虑挟沙水流超饱和和水流向上紊流的特点,将悬移质泥沙粒径按大于或小于0.25 mm分别进行计算,其沉降率计算值与实际观测值非常接近,便于实际应用。

淤地坝系的最佳建筑顺序及间隔时间计算

坝系的最佳建筑顺序基本上与坝系中各坝经济效益的大小顺序一致,而间隔时间则受各坝自然淤积期和计算期的双重影响。文章首先解决了坝系中各坝实际淤积期的计算问题,在此基础上,采用非线性规划的方法,以各坝建筑时间为决策变量,按经济效益最大,兼顾社会效益的原则来建立数学模型,解决了淤地坝系的最佳建筑顺序及间隔时间的计算问题。

黄河中游沟道流域淤地坝坝系拦沙作用分析——以王茂沟流域为例

该文以王茂沟流域为例,通过降雨、径流、输沙实测资料分析及不同流域对比研究,结果表明:淤地坝坝系拦沙作用十分显著。王茂沟流域输沙模数由治理前的18 000t/km^2降低到治理后期的504t/km^2,减少了97%,基本上实现了泥沙不出沟。