河道底泥原位消减装置开发与试验

为应对因河道底泥过度淤积引起的河床升高、河流水位上升等问题,设计了一种河道底泥原位消减装置以实现底泥减量。研究利用计算流体力学技术(CFD)模拟在不同参数条件下装置内部压力分布及流速情况,确认可在旋流切割器内部产生充分涡流。对水力旋流切割器进行应力分析显示,旋流筒所受最大应力为0.203321 MPa,远小于钢材的屈服强度250 MPa,满足应力校核要求。同时,通过数值模拟对比10mm、15mm和20mm3种旋流桶出水口孔径的内外压差,证明使用15mm孔径可达到最好的臭氧微气泡产生效果。最终确定装置设计参数为旋流腔内径102mm,进水口内径28mm,出水口直径15mm。最后,检测发现装置运行30min内水体臭氧浓度提升至5.65 mg/L。2次试验,装置运行7 d后的底泥削减率分别达到39.94%和34.80%,证明装置具有良好的底泥原位消减效果。