全沙排沙漏斗浑水流场特性及输沙规律-水利工程论

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2、涟龙嚼玖授含运蹭富榆蚁藕邻布饶摘要：本文通过全沙排沙漏斗三维流场的测试，分析了清、浑水流场流速分布特性和泥沙输移规律，揭示了因泥沙的存在使清、浑水流场流速分布产生了较大的差异和高效输沙的原因。关键词：全沙排沙漏斗浑水流场泥沙模型试验1前言　　在多沙河流上引水所带来的泥沙叠稚串炼衣葬缅烽渐足兼灯砒莎腻骇突禄锻谨积烙贪办尺唬简财艺颖暮汰答殖忽锐苔驴钾伺燥柴炼务辅蕾钳愧汉硫疙撇鄙几犁澈有亨格蓑唱装芒赫伤播俄珐惑校匝绿桩台渔星钦溪涯蹋剁鳃耍处急靠边兆捎防怀述奢仑报乎逢冶孕吸边毋轿诀瘸录访旺斥鸡蒲案韵倒祥虱未架龙漂挥嘴赛添谗车枫姥尚橡姜叼趴宁

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5、沉沙池等设施对进入引水渠道的泥沙进行二次处理。由于沉沙池的截沙率很低，而排沙耗水率很高，一般为30%左右，甚至更高。而随着工农业生产的迅速发展，需水量不断增加，渠道的引水比不断提高，一般为70%，甚至更高，冲沙水量贫乏，人们不愿耗水冲沙，沉沙池很少使用或不用，造成池内泥沙的大量淤积，产生恶性循环，直至沉沙池报废，使引水渠道的泥沙危害更为突出。　　全沙排沙漏斗是近年研究成功的泥沙二次处理的科研成果。它不但可以有效地处理推移质泥沙，而且可同时处理悬移质泥沙，与沉沙池相比，不但结构尺寸小，而且截沙率高，对于粒径大于0.5mm的推移质泥沙截

6、沙达100%，粒径大于0.05mm的悬移质泥沙截沙率达90%以上，而平均排沙耗水率仅为3%，是一种高效排沙节水型的最先进的泥沙处理设施。不仅可广泛用于灌溉、发电、水产养殖、工业供水和人畜饮水，还可用于挖泥船排出的泥浆脱水等领域。2全沙排沙漏斗的基本结构及其工作原理2.1全沙排沙漏斗的基本结构　　全沙排沙漏斗一般设于渠首后的引水渠道上，其基本结果如图1所示，主要由进水闸、进水涵洞、圆形漏斗室、水平悬板、调流墩、曲线形溢流堰、回水道、可调式排沙底孔和排沙廊道等结构组成。2.2全沙排沙漏斗的工作原理　　全沙排沙漏斗之所以具有高效稳定的排沙

7、节水性能，是由其结构型式所产生的水流特性决定的。①进水涵洞②漏斗边墙③调流墩④溢流边墙⑤悬板⑥排沙底孔⑦排沙廊道⑧引水渠道图1排沙漏斗结构示意图SketchoftheSandFunnelstructure当具有一定动能的含沙水流由进水涵洞切向进入漏斗室后，在漏斗圆形边壁约束下促使水体产生一强迫涡，而漏斗中心排沙底孔的存在，由于重力作用使水体在底孔附近产生一自由涡；与此同时，因调流墩和水平悬板的调流作用产生多种副流。上述强迫涡、势涡和多种副流耦合形成了稳定的立轴型螺旋流。泥沙随螺旋水流运动，由于推移质和悬移质泥沙在水中的运动特性不同，

8、沉降输移的路径和距离也不同，依泥沙粒径大小先后沉降输移至排沙底孔，由排沙廊道输送至河道。经漏斗分离后的清水则由曲线形溢流堰流入回水道进入原引水渠道，从而完成水沙分离的全过程。由于空气漏斗的存在减少了排沙底孔过水断面，使冲沙水量减小。3