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《趙口引黃灌區(qū)一號(hào)沉沙池設(shè)計(jì)方案優(yōu)化試驗(yàn)研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、趙口引黃灌區(qū)一號(hào)沉沙池設(shè)計(jì)方案優(yōu)化試驗(yàn)研究摘要：要求大型放淤工程的沉沙池具有沉粗排細(xì)特殊功能，以延長(zhǎng)沉沙池的使用時(shí)間，有效利用土地資源，是一個(gè)值得探索的課題。本文通過(guò)泥沙模型試驗(yàn)，結(jié)合具體工程實(shí)例，提出加筑縱、橫向?qū)痰姆椒ǎ瑢l渠分隔成若干區(qū)域，分期分區(qū)合理地開辟新淤積區(qū)，并一步優(yōu)選經(jīng)濟(jì)合理的工程布置方案，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。其基本原則可供此類沉沙池設(shè)計(jì)借鑒。關(guān)鍵詞：沉沙池沉粗排細(xì)分區(qū)淤積1引言 趙口引黃灌區(qū)位于河南省黃河南岸，分布在鄭州市中牟縣和開封市尉氐、通許三縣境內(nèi)，是水電部批準(zhǔn)興建的大型放淤試點(diǎn)工程。目的是通過(guò)工程實(shí)踐，探索引黃泥沙的合理處理，利用肥水
2、灌田，改變農(nóng)業(yè)低產(chǎn)落后狀況。圖1趙口引黃灌區(qū)平面布置圖SketchongenerallayoutofZhaokouIrrigationDistrict 灌區(qū)一號(hào)沉沙池由Ⅰ至Ⅳ號(hào)條渠組成，沿引黃總干渠左側(cè)依次布置，進(jìn)口離趙口閘,平面呈湖泊形，為自流式沉沙池，見(jiàn)圖1。一期工程確定先使用第Ⅰ條渠，其位于池的南部，長(zhǎng)約，寬265～785m，總面積2，沉沙池容積約6，000，000m3。為了充分發(fā)揮沉沙池的工程效益，要求條渠具有沉粗排細(xì)的功能?！ ∮捎谀嗌尺\(yùn)動(dòng)的復(fù)雜，需進(jìn)行整體泥沙模型試驗(yàn)論證原設(shè)計(jì)方案，并尋求經(jīng)濟(jì)合理的優(yōu)化布置方案和科學(xué)易行的運(yùn)行方式，盡可能利用條渠的
3、有效容積，沉粗排細(xì)，既延長(zhǎng)其使用年限，又能使含有一定數(shù)量細(xì)沙的肥水排出沉沙池灌溉農(nóng)田。工程概況工程布置 黃河河水由趙口閘引入，流經(jīng)的總干渠，通過(guò)節(jié)制閘的調(diào)節(jié)，進(jìn)入沉沙池的進(jìn)水閘，流入第Ⅰ條渠。進(jìn)水閘引水角65°，共六孔，每孔孔徑4×3m，設(shè)計(jì)引水流量110m3/s，閘底設(shè)計(jì)高程，閘前設(shè)計(jì)水位，閘后設(shè)計(jì)水位。出水閘和總干渠交角56°，設(shè)計(jì)流量及閘孔尺寸和數(shù)量同進(jìn)水閘，閘底設(shè)計(jì)高程，閘前設(shè)計(jì)水位，閘后設(shè)計(jì)水位。 由于第Ⅰ條渠上段地勢(shì)較高，在進(jìn)水閘下游范圍內(nèi)，地面高程大多在82m以上,高于進(jìn)水閘底高程。其中散布著多處放淤形成的灘地，高程在～之間,且大多橫向分布,給
4、自流引水造成了困難，擬在條渠內(nèi)開挖引水渠使水流得以通行?！ 楸阌诔辽硹l渠兩測(cè)的村民生產(chǎn)交通,條渠內(nèi)筑三條橫隔堤,并架設(shè)橋梁，由進(jìn)出水閘和三條隔堤將條渠劃分成四部分,從下游至上游分別稱為A、B、C和D區(qū)。2.水沙條件 趙口閘位于三門峽水庫(kù)下游，來(lái)水來(lái)沙受水庫(kù)調(diào)度影響較大。為此，采用三門峽水庫(kù)改建后1974～1986年，距趙口閘上游約25km的花園口水文站的實(shí)測(cè)水文泥沙資料，作為沉沙池的設(shè)計(jì)依據(jù)?！ ≮w口引黃灌區(qū)引水期在每年的3、4、5和12月，每月引水天數(shù)分別為20、10、30和10天，總計(jì)每年70天。模型采用3月份的多年平均懸移質(zhì)粒徑，泥沙顆粒級(jí)配見(jiàn)表1，中
5、值粒徑為。引水期選用3月份多年平均含沙量/m3。表1花園口站3月份多年平均懸移質(zhì)粒徑級(jí)配LongperiodaveragesedimentgradinginMarchatHuayuankoustation泥沙粒徑(mm)小于某粒徑重量100 條渠設(shè)計(jì)流量110m3/s，進(jìn)口最高限制水位，如條渠進(jìn)口超過(guò)該水位，將不能引足設(shè)計(jì)流量。條渠出口水位控制在～。為使條渠具有沉粗排細(xì)的功能，要求出口含沙量控制在2～4kg/m3，小于～的細(xì)顆粒泥沙能排出沉沙池。模型設(shè)計(jì)幾何比尺 根據(jù)沉沙池的平面布置及所要研究問(wèn)題的性質(zhì)，確定模型平面比尺為λl=150。在確定水深比尺時(shí)，考慮
6、到模型水深不應(yīng)過(guò)小，同時(shí)考慮糙率不宜過(guò)大和有足夠的測(cè)量精度，模型宜做成變態(tài)。變態(tài)模型應(yīng)使模型水流運(yùn)動(dòng)仍與原體基本相似，出現(xiàn)的偏差應(yīng)在允許范圍內(nèi)，其變率的大小主要依賴于原體的寬深比。模型寬深比(B/H)m可由下式[1]確定(B/H)m≥6～10(1) 取水深比尺等于20，對(duì)條渠中寬深比最小的斷面進(jìn)行校核，結(jié)果滿足式。因此可確定模型的水深比尺λh=20。3.水流運(yùn)動(dòng)相似 重力相似 阻力相似λc=1或(3)式中λv、λc、λn分別為流速比尺、謝才系數(shù)比尺和糙率系數(shù)比尺。3.泥沙運(yùn)動(dòng)相似 由總干渠引入沉沙條渠的水流，含沙濃度較高，大多處于超飽和狀態(tài)。由于條渠過(guò)水
7、斷面增大，流速減小，水流的挾沙能力大幅度降低，造成條渠內(nèi)泥沙淤積。條渠內(nèi)泥沙淤積形式主要為緩流淤積，也可能出現(xiàn)局部回流淤積。隨著泥沙的累積性淤積，池中水深減小，水流流速和流路將發(fā)生變化，在出口水位作下降調(diào)度時(shí)，水面比降和流速也將增大。上述情況均有可能使已淤泥沙發(fā)生部分沖刷。為此，模型設(shè)計(jì)首先必須滿足泥沙沉降條件相似，同時(shí)盡可能滿足沖刷條件相似。由此進(jìn)行模型設(shè)計(jì)?！ 〕两迪嗨痞甩?λv=(4) 挾沙能力相似λs*=λs=λγs/λγs-γ(5) 起動(dòng)或揚(yáng)動(dòng)相似λvf=λv(6) 沖淤變形相似λt2=λγ0·λl/λv·λs(7)式中λω、λs、λvf、λt2
8、分別為沉速、含沙量、揚(yáng)動(dòng)
