漏斗式全沙排沙工程试验研究及其应用论文

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1、漏斗式全沙排沙工程试验研究及其应用论文.freelesandfunnelprojects序号工程名称引水渠流量(m3/s)漏斗室直径(m)备注1新疆迪那河引水干渠排沙漏斗工程25201988年建成2新疆托克逊县青年渠排沙漏斗工程6121992年建成3新疆八一钢铁公司引水暗渠排沙漏斗工程1.791996年建成4新疆昌吉县蔬菜基地引水渠排沙漏斗工程0.551996年建成5新疆和静县解放二渠排沙漏斗工程13.5141996年建成6新疆霍城县胜利渠排沙漏斗工程0.032.41996年建成7新疆玛纳斯县塔西河二级电站排沙漏斗工程40.91996年建成8新疆阿

2、克陶县吾依他克电站排沙漏斗工程14.6261997年建成9新疆奇台县达板河引水干渠排沙漏斗工程12121997年建成11新疆头屯河干渠改造排沙漏斗工程10121988年建成12新疆玛纳斯县红山嘴电厂引水渠排沙漏斗工程60301998年建成13湖南洞庭湖挖泥船排出口泥浆脱水排沙漏斗工程0.283.691998年建成14新疆巴音沟河引水干渠排沙漏斗工程4514正在修建15新疆金沟河引水干渠排沙漏斗工程3014正在修建16新疆玛纳斯河团结电站排沙漏斗工程49正在修建17四川省伊乌湖电站排沙漏斗工程715正在修建注：除表列工程项目外，已签约拟建工程项目8项

3、含沙水流沿切线方向进入漏斗室.freel；排沙底孔直径5.5cm；漏斗底坡1/10；进水涵洞断面为矩形；悬板长度包含中心角180°，顶部溢流，下部设置调流墩。试验布置了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ等八个测试断面。模型结构及测试断面布置如图1所示。2.2漏斗室水流特性清水流场测试结果表明，漏斗室水流为三维螺旋流，由切向、径向和轴向三个方向的流速耦合而成，三方向流速在漏斗水流运动中分别起着不同作用：切向流速维持漏斗螺旋流的环流强度；方向向下的轴向流速有利于泥沙的沉降，促使水沙分离；径向流速促使泥沙向排沙底孔输移。2.3泥沙对漏斗室流场的影响分析清、浑

4、水流场资料得知，无论是清水流场还是浑水流场，切向流速沿径向的分布规律和径向流速沿轴向的分布规律基本上是一致的３。泥沙对漏斗室流场的影响主要体现在切向流速沿轴向分布规律和径向流速沿径向的分布规律上。图1漏斗式全沙排沙设施示意图Sketchofthesandfunnelstructure1.进水涵洞2.漏斗室3.引水渠4.悬板5.漏斗底孔6.调流墩7.排沙道图2～5绘出了清、浑水情况下，切向流速沿轴向和径向流速沿径向的分布规律。如图2和图3所示，泥沙对于切向流速在轴向的分布影响是明显的，特别在内区，浑水情况下切向流速在轴向分布更为均匀。随半径的增大，在

5、漏斗室外区，清、浑水的流速分布规律则趋于一致。图2Ⅱ断面切向流速沿轴向分布TangentialvelocitydistributioninverticalinsectionⅡ图3Ⅳ断面切向流速沿轴向分布TangentialvelocitydistributioninverticalinsectionⅣ图4Ⅱ断面(水深2cm)径向流速沿径向分布RadialvelocitydistributionalongradialdirectioninsectionⅡ()图5Ⅱ断面(水深14cm)径向流速沿径向分布Radialvelocitydistributio

6、nalongradialdirectioninsectionⅡ()如图4及图5所示，泥沙对于径向流速沿径向分布的影响较大，并且主要表现在漏斗室的底部，即泥沙对于径向流速在径向的影响只限于漏斗室底部某一水深范围内，该范围的大小与断面位置以及泥沙粒径有关，有待进一步深入研究。由上述清、浑水流场对比分析可见，泥沙对漏斗室流场的影响集中体现在漏斗室内区和漏斗室底部，也就是说，漏斗室内区水流和底部水流受泥沙影响显著，或者说漏斗室内区和底部水流泥沙含量大，说明漏斗螺旋流确实具有使泥沙沉积并且向漏斗底孔输移的水流特性，因此排沙漏斗在处理水流泥沙上取得了很好的效果

7、，也进一步证实前面关于清水流场特性的分析是正确的。2.4截沙率作者对于不同粒径的泥沙在单级流量下进行了截沙率的模型试验，结果表明，泥沙粒径越大其截沙率越高，即粗颗粒泥沙便于处理，对于粒径d＞1mm的泥沙，漏斗式全沙排沙设施能100%的排除。而对于较细的泥沙，在实验室内，对不同粒径的泥沙采用一定的加沙量在漏斗式全沙排沙设施上游渠道进行人工投沙，将漏斗底孔的水流导入一厢形沉沙池进行人工收沙，将其与上游投沙的总重量相比即得漏斗式全沙排沙设施的截沙率。试验结果如表2，表中资料表明，对于粒径大于0.125mm的泥沙的截沙率大于80%，完全能够满足实际工程应用

8、。表2不同粒径泥沙情况下的截沙率Testdataofsandinterceptionratefordifferentgra