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1、沉沙池在内蒙古准格尔旗能源基地供水工程中的应用科技情报开发与经济SCI—TECHINFORMATIONDEVELOPMENT&ECONOMY2007年第l7卷第34期文章编号:1005—6033(2007)34—0155—04沉沙池在裳古雉格短能基弛倍水互猩中的应用姜文峰(LLI两省水利水电勘测设计研究院,山两太原,030024)活摘要:以内蒙古准格尔旗能源基地供水工程为例,分析了沉沙池在供水工程中的应用.关键词:沉沙池;沉降率;供水工程中图分类号:TV672文献标识码:A沉沙池是用来沉降挟沙水流中有害或过多的泥沙减轻下游渠道淤积.满足供水要求,以及在水利丁
2、程巾减轻对水轮机,水泵磨损的一种水_T建筑物,主要是利用沉沙池过流断面大,流速小,水流挟沙力很低的条件,使得水流中大于设汁沉降粒径的泥沙得到沉降,f"池含沙量得到减少.随着社会进步和国家建设发展,水利水电工程沉沙池已经不仅仅是为减轻输水系统淤积,水泵和水轮机磨损而设置,并逐渐在城市供水,T业供水,河道治理,淤培固堤,水沙资源调度,淤滩造地和水环境治理等方面得到应川和发展.1工程概况内蒙古准格尔旗能源基地供水T程位于内蒙古自治区准格尔旗东部,是为解决准格尔旗能源基地建设严重缺水问题拟建的供水程.北部近期供水区供水丁二程是从大路乡附近的黄河干流有岸引水,经提水泵站,压力
3、管道,沉沙池和输水管道.分别引水至拟建的大南沟水库和三札沟水库.2泥沙分析结果根据泥沙分析结果,取水121处黄河多年平均含沙量为4.69kg/m,当黄河含沙蟹大于l5kg/m时停止引水.参照其他类似引黄T程沉沙池的运行经验.条渠沉沙池的泥沙沉降牢可达到80%～82%.因此,初步确定沉沙池的设汁指标为:设汁人池泥沙含量小于10kg/n平均为4.69kg/in:m池含沙量小于2kg/m.平均为0.8kg/m.按此平均出池含沙量计算,每年输入调蓄水库的泥沙量为3.5万in.考虑到经过沉沙处理后的泥沙已经是粒径极小的悬移质,粒径一般都小于0.0511'在.Hj水户由水库正常
4、引水期间,进,出库流量基本平衡,这部分泥沙不会大量沉淀在水库中而占用死库容将会随jl{库水流带到供水点处.冉由州水户根据各[j对水质的要求进行二次处理.3沉沙池类型选择水利_T程沉沙池分为水力冲洗式沉沙池和条渠沉沙池由于内蒙古准格尔旗能源基地供水工程设计要求必须达到连续供水,且根据该T程巾沉沙池所处地形地质条件及气候条件.并考虑经济,施1:等因素,最终选择条渠沉沙池,运行方式为两厢交替运行,采用人T机械清淤.4沉沙池淤积计算4.1已知条件(1)该1一程的设汁标准:设汁引J+J流盘}Q=3.06ms设汁入池含沙量10kg/m3,设汁池含沙量控制在<2.0kg/m
5、内.(2)该1.程巾泥沙颗牲级配见表l.4.2水力要素计算表1悬沙颗粒级配表收稿日期:2007—10—26粒径/mmO.Ol0.025O.O5O,l0.2510,5小于某粒径所占比例/%31.149.673.695.599.8Il0o4,2.1工作段进t2'水深初选根据《水利水电T程沉沙池设计规范》中第7.2.3条规定,条渠沉沙池水深宜选择在2.0in～3.5in,故选取作段进口水深(未淤积状态下):=3,0Ill4.2,2工作段计算参考我国黄河引水工程中已建成沉沙池工程,根据其运行中淤积,冲洗等各参数.该1二程巾沉沙池_T作段长度初选为:L=360m.据《水利水电
6、lT程沉沙池设计规范》巾第7.2.3及第7.3.1章节,初选取工作宽度:B=28.0nl.4-2.3工作段水力要素计算汁算断面划分:沉沙池泥沙计算,需将沉沙池分为若干个断面,按泥沙颗粒分组,分别计算每时段内每池段的每组颗粒泥沙的沉降百分比.从而求出每组粒径泥沙的总沉降百分比.计算中做如下假设:每个断面上各层水流速度为该断面的平均流速;每个断面上各时段的水流含沙量及粒径组成相同;最后一个池段的淤积为水平.根据本程实际,按设汁基本资料和设汁标准进行泥沙沉降运行计算.从1二作段进121断面至工作段末端.分为等长的8个池段汁算,每个池段长45in.汁算断面分别为:l一1-9
7、—9,汁算时段取4h.本T程条渠沉沙池选为梯形断面,边坡m=1.5.则湿周::B+2,/『可;过水面积:A:(口+m),,;水力半径:R=生;谢才系数:c=Rm:流速:=;水力坡降:焉.当粒径等于或小于O.062nlm时,采州斯托克斯公式汁箅沉速:∞=T'()O.Ol775__一硒l6_T当粒径为O.062mm-2.0Inln时,采用沙玉清天然沙沉速公式汁箅沉速:(1gS,+3.790)1+(1-5.777)=39.0sgt~lP_L—1)掣以上各式巾:为水的运动黏滞系数,em'-/s;z为水温,;d为泥沙粒径,mm;为泥沙密度,-I11;为清水密度,g/cm:
