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1、第32卷第10期!!!!!!!!!!!!!!!!!!人!民!黄!河!!!!!!!!!!!!!!!!!!Vol.32,No.10!!2010年10月!!!!!!!!!!!!!!!!!!!YELLOW!RIVER!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Oct.,2010!!水文泥沙沉沙池泥沙沉降率的计算与试验研究1,21111华根福,刘焕芳,汤!骅,宗全利,高先刚(1.石河子大学水利建筑工程学院,新疆石河子832003;2.新疆生产建设兵团农十师勘测设计院,新疆北屯836000)摘!要:介绍了一维超饱和输沙法的基本公式,并
2、用大禹渡沉沙池的实测资料进行了验证计算。结果表明:∀沉降率计算结果与实测沉降率吻合较好;#加设调流板和溢流槽后,沉沙池的池段分组沉降率、工作段分组沉降率和大于某粒径级泥沙的沉降率均有所提高,并且泥沙粒径越细,提高幅度越大。关!键!词:一维超饱和输沙法;沉降率;泥沙;沉沙池中图分类号:P333!!!文献标识码:A!!!do:i10.3969/.jissn.10001379.2010.10.021!!利用沉沙池处理泥沙是水利工程中一项行之有效的措施,!!沉沙池中水流流速甚小,在水流挟沙力忽略不计的条件下且被广泛采用。泥沙的
3、沉降计算直接影响着沉沙池的设计及可得其经济效益,欲使设计成果与实际运行结果相符,最重要的是l-S=S0eq(4)选择适宜的沉沙池泥沙沉降率计算方法。式中:S0、S0*分别为进口断面的平均含沙量和挟沙力;q为单宽一维超饱和输沙法是一种考虑悬移质泥沙超饱和输沙特流量;S、S*分别为某断面的平均含沙量和挟沙力;为泥沙沉点的沉沙池泥沙沉降计算方法,该方法公式结构简单,比较适速;l为沉沙池计算池段长度;为泥沙恢复饱和系数。[1]用于我国多沙河流上沉沙池泥沙的沉降计算。笔者在其基础上导出了沉沙池的池段分组沉降率、工作段分组沉
4、降率和大2!验证计算于某粒径级沉降率的计算公式,为了验证公式的实用性和调流板、溢流槽对提高沉沙池泥沙沉降率的作用,还进行了相关模2.1!验证计算资料型试验。用收集到的1992年大禹渡沉沙池实测资料进行验证。大禹渡沉沙池原设计沉沙效率为60%,拦截的泥沙粒径∃0.041!一维超饱和输沙法简介3mm,经沉淀后出池的含沙量汛期%12kg/m,非汛期<73[3]kg/m。关于的取值,对于平流型定期冲洗式沉沙池取=沉沙池的泥沙沉降率是衡量沉沙池工作效率的一个非常05,对于条渠型沉沙池分别按文献[4]和文献[5]的建议重要的指
5、标,目前用于泥沙沉降的计算方法有准净水沉降法、取值。沉降概率法及超饱和输沙法,其中超饱和输沙法又分为一维超[2]2.2!验证结果分析饱和输沙法和二维超饱和输沙法。二维超饱和输沙法是通对于平流型冲洗式沉沙池,假定其溢流堰吸出高度为1m过在一定边界条件下求解二维扩散方程得出含沙量的沿程分(据大禹渡沉沙池实测资料,溢流堰吸出高度约为1m),并认布和垂线分布;一维超饱和输沙法是按照一维问题,在一定条为出口断面距离床面y=0.4h(即0.6倍水深)处的含沙量等于件下研究平均含沙量的沿程变化。一维超饱和输沙法基本上断面平均含沙量。可
6、满足沉沙池的设计计算要求且较为简便,该方法的基本微分计算与实测的分组沉降率平均偏离值见表1,可以看出计方程为算值与实测值的偏离程度不是很大,这证明了超饱和输沙法计dS=-(S-S)(1)dlq*算式结构的正确性。因此,只要值选择合理,就能用超饱和!!在非均匀流条件下求解得输沙法计算出比较符合实际的结果。-lq-l(S-S)=(S-S)eq+(S-S)(1-eq)*00*0**l!收稿日期:20090501!基金项目:国家自然科学基金资助项目(50869008);石河子大学科技成果转化(2)引导资金专项(
7、kjkfyzh2006&cgzh01)。!!均匀流条件下求解得!作者简介:华根福(1985&),男,安徽桐城人,硕士研究生,研究方向为工程水l力学。-S=S*+(S0-S0*)eq(3)!Emai:lhua19850120shzu@163.com49人民黄河!2010年第10期表1!大禹渡沉沙池计算与实测分组沉降率平均偏离值因为P=[S-S]/S,所以ifi(n+1)ifi(n+1)粒径分组//%/%误差/%P=1-(ahL)Zi(12)mm计实ifh-a2h-hL0.000~0.00217.9419.70-1
8、.76式中:Sif为溢流堰出池分组含沙量;Si(n+1)为溢流堰前断面(即0.002~0.00521.8726.50-4.36工作段n+1断面)分组平均含沙量;h为计算时段初堰前淤积0.005~0.00730.9437.60-6.66床面以上水深;a为第n+1断面垂线上等于分组平均含沙量的0.007~0.01044.