浑水异重流孔口出流泄沙规律

合集下载

河流动力学2015 第10章 异重流 20150601讲解

河流动力学2015 第10章 异重流 20150601讲解

水库异重流现象:
潜入点
异重流
清水 大 坝
水库异重流
异重流排沙
引航道
浑水异重流产生的原因
清浑水密度的差异是产生浑水异重流的根本原因。
设想有一垂直隔板将静水分为两部分,一侧为清水,另一 侧为浑水。由于两者密度不同,对隔板而言,任一点上所受的压 力不等,浑水侧的压力大于清水侧的压力,水深愈大,愈是接近 底部,压力差也愈大,隔板绝对光滑,并垂直向上将其缓缓提出 水面,浑水将从底部潜入清水。这是产生混水异重流的物理实质。
如果洪水来量较大,能持续一定的时间,库底又有足够的坡 度,异重流可能运行到坝前。如果坝体设排沙孔,并能及时开启 ,异重流就能排出库外。
水库异重流现象:
潜入点
浑水
异重流
清水 大 坝
水库异重流:
A断面特征:明渠挟沙水流进入库区,水深较小,流速较大,水面 含沙量和流速都正常分布; B断面特征:由于流速继续降低,含沙量已经集中于底部。 C断面特征:水深继续增加,泥沙形成的异重流已经潜入底部,并 形成清晰的水沙之间的界面。 D断面特征:异重流形成并在清水区形成倒流(横轴漩涡),该漩涡 将携带水面的杂物向上游流动,这是判断异重流形成的重要标志。
水库异重流现象:
当挟沙水流进入水库壅水段,由于水深增加、流速降低, 水流中的泥沙下断向底部集中。其中较粗的一部分将就地落淤 而形成三角洲淤积;较细的一部分由于沉速较小,还能继续随 水流前进并保持悬浮状态。这部分浑水水流的密度比清水要大, 在条件合适时,可能在水库的一定位置潜入库底,以异重流的 方式向前运动。如果源源不断的挟沙水流携带的大部分是细沙 并达到一定的含沙量,而且库底有足够的底坡,该异重流将一 直达到坝前。
y
h 'h'

新疆克孜尔水库运行库水位对汛期排沙比的影响分析

新疆克孜尔水库运行库水位对汛期排沙比的影响分析

表 1 克孜尔水库历年汛期排沙比统计(库水位在 1142.0 m)
入库流量/m3·s-1
黑孜
合计
入库沙量/万 t
黑孜
合计
S'
排沙比
/万 t
/%
62
411
17.4
71.6
0
0.1
14
328
0.7
179.5
0.1
0
147
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ906
18
273.3
1.5
0.6
73
602
5.3
98.4
0.1
0.1
157
602
111.5
121
0.37
10.26
18.55
180.8
水位变幅/m
1 138.5-1 141.8 1 139.7-1 141.2 1 140.5-1 142.2 1 138.4-1 142.8 1 138.7-1 140.9 1 140.4-1 141.3 1 138.4-1 140.6 1 138.3-1 139.7 1 138.5-1 141.5 1 141.0-1 141.9
(2)库水位在死水位 1 135 m 附近,排沙效果最 好。随着水位升高,排沙效果减弱。
1993/7/19-21 1999/7/16-22 2000/6/12-20 2001/7/9-18 2003/7/17-22
2013-7-17 2014-8-8
表 2 克孜尔水库历年汛期排沙比统计(库水位在 1 138.0-1 142 m)
入库流量/m3·s-1
黑孜
合计
入库沙量/万 t
黑孜
合计
S'/万 t

水库异重流淤积成因分析及前锋运动规律_周磊

水库异重流淤积成因分析及前锋运动规律_周磊
第 32 卷第 2 期 Vol .32 No .2
水利水电科技进展 Advances in Science and Technology of Water Resources
DOI :10.3880/ j .issn .1006 7647.2012 .02.002
2012 年 4 月 Apr .2012
天然河道的水流特性会因巨型水库的修建而改 变 , 致使水库内水深增加 , 流速减缓 。汛期暴雨冲刷 河道两岸 , 挟带大量泥沙形成浑水入库 , 在一定的条 件下浑水会潜入水库底部形成异重流 。 若上游降雨 历时较短 , 产汇流迅速减少 , 入库流量降低 , 形成的 异重流将在入库洪峰过后失去后续浑水补充 , 异重 流运动逐渐减弱甚至消失 , 在库区内产生淤积 , 这将 导致水库综合效益降低 、水库寿命缩短 。 在我国南 方河流中 , 异重流淤积的现象时有发生 , 如武汉青山 运河 、筑围堰断流后的长江宜昌三江 、广西西津船闸 引航道等[ 1] 。随着金沙江水电梯级开发的推进 , 在 比降较大 、河谷深切 、汛期入库含沙量较高的西南山 区河流也极易发生异重流并导致水库淤积 , 所形成
关键词 :水库淤积 ;浑水补给 ;异重流 ;前锋厚度 ;前锋运动速度 中图分类号 :TV145+.2 文献标识码 :A 文章编号 :1006 7647(2012)02 0006 05
Study on reservoir sedimentation caused by turbidity currents and experimental study on front movement// ZHOU Lei , AN Rui-dong , TAN Sheng-kui , LI Jia(State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering , Sichuan University , Chengdu 610065, China) Abstract :Turbidity currents are formed in certain conditions when the rainstorm scours riverway with lots of sediments, plunging into the bottom of the reservoir .If the rainfall duration is short and the runoff quickly reduces , turbidity currents will lose the follow-up muddy water supplies, stop and cause reservoir sedimentation.Factors of reservoir sedimentation caused by turbidity currents are analyzed via formulas of sediment transport.Front thickness and motional time of turbidity currents without supplement are studied via experiments in different conditions.Meanwhile , influences on front of turbidity currents by slope and muddy water inflow are analyzed .The results show that in the condition of the experiment, the smaller the slope or the muddy water inflow velocity is, the faster front thickness decreases and the slower the movement forward of the turbidity currents without follow-up supplement is. Key words:sedimentation in reservoir ;muddy water supplies ;turbidity currents;thickness of front ;moving velocity of front

异重流的论述

异重流的论述

异重流排沙要求
一是补给条件, 即 必须有源源不断的 异重流补充, 如果 入库浑水一旦停止 发生异重流, 则前 面的异重流也会很 快停止运动, 就地 消失; 另一方面是 指维持运动的条件, 即异重流在运动的 过程中必须保持稳 定, 并足以克服沿 程所遇到的各种阻 力。
排沙底孔原理 当异重流到达坝前与 坝面相碰后, 因动能 转化为势能而稍有壅 高。孔口附近集中出 流形成低压区, 对异 重流有类似抽吸的作 用。由于上述2 个原 因, 异重流有一定爬 高能力。这个高差hL 称为异重流的最大爬 高, 又称浑水极限吸 出高度。利用异重流 排沙, 必须设置位置 较低的底孔( 洞) 。
水库异重流研究展望
谢 谢 !
异重流现象及应用
异重流现象
• 在水库大坝泄水孔下游,汛期有时会发现有浑 浊的泥水流出,而此时的库水却清澈晶莹,毫 无浑浊现象,这说明从上游来的浑水,在库中 某处潜入库底,经长距离运行,不与清水相混 ,直至通过泄水孔排除,此时在潜入点附近常 有大量的漂浮物,有时甚至遍及两岸,影响船 的航行。
异重流的概念
式中: Si 为潜入断面含沙量, kg /m3; J 为库底 比降; C 为谢才系数。 李义天[ 18] 在理论分析的基础上, 也建立了异重 流头部运动及稳定厚度的计算公式。通过数值求解 证明了异重流稳定厚度约为环境水深的50% , 并对 提出的公式进行了验证。
对异重流的应用
利用异重流特性,在水库减淤,给水排水工程设 计与运用等方面可获得很大效益。 在多沙河流上修建蓄水水库和水电站时,设置底 孔,合理运用在库底运动的浑水异重流可把泥沙排走, 减少水库淤积,是水库减淤的主要措施;在给水工程中 ,根据异重流特性设计沉淀池,有利泥沙落淤,可置 获得较好的水质;修建火电厂可利用温差异重流特性 ,设置较深的取水孔引取冷水,而设较高的排水孔排 放热水。

浅析白石水库排沙运用方式的合理性

浅析白石水库排沙运用方式的合理性

浅析白石水库排沙运用方式的合理性【摘要】我国每座水库都有泥沙淤积现象,坐落在辽宁省北票市的白石水库也不例外。

泥沙淤积是减少水库寿命的主要问题之一。

大凌河是一条多泥沙河流,白石水库就建在其干流上。

作为大(i)型水利枢纽工程的白石水库,在考虑防洪的同时,还要注意做好水库泥沙入库现状的分析,选择出适合白石水库的减少泥沙淤积的排沙方式,保持白石水库最大的有效库容,从而延长白石水库的有效使用寿命,发挥水库的应有效益。

本文主要简述了白石水库工程设施对入库泥沙的影响、白石水库入库泥沙概况研究,分析了白石水库现在的排沙方式,论证白石水库排沙的合理性。

【关键词】白石水库;敞泄排沙;异重流排沙1 白石水库工程设施对入库泥沙的影响1.1 白石水库工程概况白石水库是辽宁省大型水利枢纽工程之一,辽西地区蓄水面积最大的人工湖泊,规模列辽宁省第三位,白石水库因辽宁特有的白石岩而得名。

白石水库位于辽宁省北票市上园镇白石村,修建在白石村境内的大凌河干流上。

白石水库所处的地理位置也是朝阳、阜新、锦州三市中心地带。

白石水库是辽宁省“九五”期间重点开发建设的水利工程项目。

修建于1995年5月,2000年基本建成,2001年上半年收尾,是辽西第一大水库。

水库总库容16.45亿m3,可控制流域面积1.7649万km2,占大凌河流域面积2.3263万km2的76%。

白石水库为多年调解,净调节水量4.47亿m3。

127.0m为正常高水位,125.6m为防洪限制水位,死水位为108.0m,相应库容1.302亿m3,坝前河床高程94.6m。

白石水库是一座以防洪为主,兼顾城市供水、灌溉、发电、养殖和旅游开发等综合利用的大(i)型水利枢纽工程。

水库每年向阜新、锦州等城市供水2.02亿m3,大大缓解了辽西地区严重缺水局面,最重要的是白石水库的修建可使大凌河下游的防洪标准由20年一遇提高到50年一遇。

由此可见白石水库的修建对辽宁省的经济发展和当地建设尤为重要。

异重流排沙方法在某水库中的应用

异重流排沙方法在某水库中的应用

异重流排沙方法在某水库中的应用杨德丽【摘要】A reservoir of Xinjiang Uigur Autonomous Region always has silt depositing at reservoir bottom due to surface erosion from winter snow and spring rain. According to the yearly regulating plan of reservoir and the flood characteristics of river basin,density current desilting through deep sand flushing sluice can be implemented at ap⁃propriate time by use of the density difference between clear water and muddy water. Density current desilting meth⁃od is feasible as demonstrated by calculating results and good practical desilting effects.% 新疆某水库流域地表经冬春雨雪侵蚀后泥沙沉积库底,根据水库年度调度计划和流域河流的洪水特性,选择适时利用清水与浑水产生的密度差,采用深孔排沙放空洞异重流排沙,经计算和实施效果验证,排沙效果好,异重流排沙方法可行。

【期刊名称】《广西水利水电》【年(卷),期】2012(000)003【总页数】3页(P79-81)【关键词】水库;淤积;异重流排沙;效果【作者】杨德丽【作者单位】新疆伊犁河流域开发建设管理局,新疆乌鲁木齐 830000【正文语种】中文【中图分类】TV145新疆某水库针对春季入库洪水所含泥沙的粘粒含量高,沉积库底易板结的特点,在库水位较低时,水库回水末端以上河段水深减小,充分利用比降增大、大水力冲刷的优势及清水、浑水的密度差致使输沙量增大的原理,在适时采用深孔排沙放空洞异重流排沙,从而达到水库清淤、减小库容损失的目的。

浑水异重流的影响分析与防治对策研究

浑水异重流的影响分析与防治对策研究

后, 意附近 的河 床演 变和泥 沙运 动规 律 。若 布置 在顺 直河段 , 注 要分 析边滩 演 变规律, 防止 其下移 引起主 流挑离进 口以致堵塞 口门 : 若布置 在弯 曲河 段, 池 港 进 口应 布 置在 凹 岸顶 点 下 游 的贴 流 区 。 此外 , 港池 口门宜指 向下游 , 口门水深不 宜过大, 并且适 当减小 口门轴线与 主流 的交 角 。实 践经 验表 明, 用先 窄 口门, 门之 内再适 当 扩大 其平 面 宽 采 口 度 , 种布 置方 式将 有助 于减 小异 重流 流 速, 这 缩短异 重流 的运 动距 离 。同 时, 也可 以适 当增 加 口门处 出流 的流 速, 异重 流的潜 入及 回流有 一定 的抑 制作 对
=P+ 上 I L J l

…………………… ㈩ 一 1
分别 为浑 水 、清水 和泥 沙 的密
其 中, 为浑 水体 积 比含 沙量 : ・
度。
由() 1 式分 析得, 含沙 量 的大变 化只 能引起 浑水 密度 的小变 化 。 浑水 的 清 密 度差很 小 , 使得浮 力作 用 明显, 效 重力 降低 。如此 带来 两方 面 的不利 : 有 其 重力显 著减小, 惯性力 相对突 出, 代表 惯性力 与重力 比值 的弗 劳德 (r u e Fo d) 数增 加, 使得 异重流 能轻 易爬 高并超 越障碍 物 : 二, 其 重力 重力作 用减 小, 阻力 作用 相对增强 , 使得 异重流流 速 比一 般水流 流速要 小, 因此, 重流要 维持长距 异 离 的运 动需要 较大 能坡 。这 这就 使得 水 中泥沙 较 易沉落 , 内河 航运 带来 航 对 道 淤积 , 至 停航 的 威胁 。 甚 2浑 水异 一流 的 影响 分析 首先是对 水库 淤积 的影 响。浑 水进入 水库 时, 粗沙 沉积 在库 首, 形成 水下 三角 洲 : 细沙被 异重 流带 到坝 前, 减小 了库容 , 增加 了作 用于 拦河坝 上 的压力 。 其 次是 对航运 影 响。在 挟沙 内河 上 建设挖 入式 港池 或船 闸, 港池 或船 闸 引航 道 内形 成静 水区, 沙量 小, 含 主流 中相对 含沙量 较大 的浑 水可 能 以异 重流 的形 式潜 入, 从而造 成严 重淤 积 。 因此如 果设计 时考 虑 不 当很可 能带 来严 重 的经济 负担。 比如 武汉 的青 山港 , 由于当时 国 内对 异重 流的研 究还 停 留在 理 论的层 面, 青 山港 开挖 后 出现 了普遍 的淤 积 。据不 完全 统计 , 成后 的 四年 间累计 淤积 建 量达 7 万 m, 4 口门附近淤 积厚度 接近 1m 直 接导 致 了中枯水 期 的断航 。而 比 0, 较成功 的例 子是 , 长江 葛洲坝枢 纽引航道 中, 绝大 多数 淤积 是由异重 流 引起 , 由 于事 先作 了充 分论 证, 用 了知名 泥 沙专 家 窦国仁 院士 “ 采 静水 通 航, 动水 攻 沙 ”的冲 沙 理念 ,很好 的解 决 了异 重 流 的淤 积 问题 。 3浑水 异t 藏的 防治 对策 探 究 3 1经验 公式 的依 据 根据 一些 实测与 水槽试 验 资料, 认为异 重流 的发 生条 件为 :

浑水异重流孔口出流泄沙规律

浑水异重流孔口出流泄沙规律

将以上方孔试验的计算结果 连同孔口高度参数 列于表 孔口高度参数 ? 沙量的影响 即对参数 的影响 亦示于图
表 浑水异重流三元孔口出流试验资料分析
孔中心至底部 距离 ?
?
?
?
方程中系数
对出口含
注 号为纵坐标变换后的值 下同
实测资料分析
三门峡水库实测异重流孔口出流 三门峡水库蓄水后 即开始测量异重流 库内多断面的流速分
年月 文章编号
水利学报
浑水异重流孔口出流泄沙规律
第 卷第期
范家骅
中国水利水电科学研究院 泥沙研究所 北京
摘要 对垂直壁孔口和底孔出流的室内试验资料 以及三门峡水库 官厅水库的现场异重流孔口泄沙资料进行分
析 得到出流含沙量与孔口高度和泄出层厚度的经验关系曲线 此关系曲线可用于估算在一定条件 孔口流量 异
浑水异重流方孔排沙 槽宽
内设置方孔 个 每个孔口大小为
分析 种不同孔
口高度
的方孔排沙试验资料 实测结果如图 所示 从图中可得
?? ?
? 从表 可得
时有 ?
时有 ?
时有 ?
由于
小于异重流极限泄出高度
?
见表 故应考虑孔口距底高
度 对出流的影响 进行纵坐标变换 将
值修正为
图 表明
的试验中靠近底部边界处无实测资料 故
烈 在试验中有时看不清清水与浑水交界面的界线 它时隐时现 同时掺混导致上层水体含有泥沙 其
含沙量主要随出口流量的加大而增加 一般上层水体的含沙量在
? 之间 孔口前浑水异重
流交界面过渡层的厚度因受孔口出流扰动和出口流量大小的影响 其值较大 在
左右 有时甚
至大于 由于异重流在孔口前受阻而壅水 进而导致流动泄出层下面的水体中泥沙颗粒沉淀 含沙量增加

三门峡水库一种奇异的异重流

三门峡水库一种奇异的异重流

三门峡水库一种奇异的异重流
王育杰;张润亭;季利
【期刊名称】《泥沙研究》
【年(卷),期】1997()4
【摘要】1994年7月19~25日,由于特殊原因,黄河三门峡水库仅依靠电站坝段的机组及8#钢管泄流,库水位较高(314~318m),电站坝段8#钢管出流中发生了“左侧为清水、右侧为浑水”的奇异异重流现象。

认真分析研究此奇异现象,弄清8#钢管出流中“为何浑清水不是上下层分布、而是左右侧分布?”、“浑清水分布形式是否在进入8#钢管前已经形成?”、“若已形成,8#钢管浑清水流程达100m之多,为何浑清水不在流程发生旋转或掺混?”等问题的原因,对深化水库异重流认识及解决电站排沙问题都具有重要意义。

【总页数】5页(P47-51)
【关键词】三门峡水库;异重流;发电站;排沙;水库泥沙
【作者】王育杰;张润亭;季利
【作者单位】三门峡水利枢纽管理局
【正文语种】中文
【中图分类】TV145.2
【相关文献】
1.两步计算模式下的三门峡水库异重流模拟 [J], 王增辉;夏军强;李涛;张俊华;郜国明
2.水库异重流和浑水水库排沙数值模拟技术研究 [J], 刘树君;付健;陈翠霞
3.克孜尔水库异重流排沙分析及塑造技术探究 [J], 木合塔尔·坎吉
4.克孜尔水库异重流排沙分析及塑造技术探究 [J], 木合塔尔·坎吉
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

闹德海水库异重流排沙方案

闹德海水库异重流排沙方案

文章编号:1007-7596(2013)01-0139-03闹德海水库异重流排沙方案岳家庚,李娜伟(辽宁省闹得海水库管理局,辽宁阜新123000)摘要:异重流排沙是水库排沙运用的一个重要排沙方法,通过查阅具体资料,分析了闹德海水库异重流排沙方案的实际效果,结果表明,水库对日均流量<100m 3/s 或日均含沙量<100kg /m 3的洪水可以进行异重流排沙。

关键词:异重流;排沙方案;流量;含沙量;闹德海水库中图分类号:TV14文献标识码:ADensity Current Desilting Programme of Naodehai ReservoirYUE Jia-geng and LI Na-wei(Naodehai Reservoir Management Bureau of Liaoning Province ,Fuxin 123000,China )Abstract :Density current desilting is an important method to desilt reservoir sediment.The author of this article discusses density current desilting practical effect through analyzing specific data in Naodehai Reservoir ,and the result indicates that density current desilting method can be used for a reservoir with the average daily flow of less than 100m 3/s or less than 100kg /m 3average sediment concentration flood.Key words :density current ;desilting programme ;discharge ;sediment concentration ;Naodehai Reservoir[收稿日期]2012—12—17[作者简介]岳家庚(1968—),男,辽宁彰武人,高级工程师,从事水利工程管理工作;李娜伟(1967—),女,辽宁彰武人,高级工程师,从事水利工程管理工作。

浑水异重流孔口出流泄沙规律

浑水异重流孔口出流泄沙规律

浑水异重流孔口出流泄沙规律
范家骅
【期刊名称】《水利学报》
【年(卷),期】2007(038)009
【摘要】对垂直壁孔口和底孔出流的室内试验资料,以及三门峡水库、官厅水库的现场异重流孔口泄沙资料进行分析,得到出流含沙量与孔口高度和泄出层厚度的经验关系曲线.此关系曲线可用于估算在一定条件(孔口流量、异重流含沙量、孔口高度)下的出口含沙量.最后分析了孔口距底高度对浑水异重流孔口出流的影响,提出设计多沙河流上水库浑水异重流孔口泄沙的孔口位置时应注意的要点.
【总页数】7页(P1073-1079)
【作者】范家骅
【作者单位】中国水利水电科学研究院,泥沙研究所,北京,100044
【正文语种】中文
【中图分类】TV145
【相关文献】
1.泥沙异重流失去浑水补给后的运动规律试验初探 [J], 周磊;谭升魁
2.义和庄凸起东部沙四下~孔店组红层油气成藏特征及富集规律 [J], 庄嘉翠
3.河水滴灌重力沉沙过滤池中浑水流场分布规律 [J], 陶洪飞;戚印鑫;杨海华;马英杰;赵经华;郑文强;刘亚丽
4.全沙排沙漏斗浑水流场特性及输沙规律 [J], 侯杰;王顺久;周著;王忠;栾文
5.异重流非饱和非均匀沙含沙量的沿程分布规律 [J], 詹义正;黄良文;赵云
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

小浪底水库增大异重流排沙几率与效率的方法研究

小浪底水库增大异重流排沙几率与效率的方法研究

小浪底水库增大异重流排沙几率与效率的方法研究作者:牛长喜等来源:《价值工程》2014年第32期摘要:在水库异重流潜入河段采用节能工程,减少异重流潜入能量损失,就相当于增大来水能量,有利于异重流形成及排沙。

Abstract: Adopting energy-saving engineering in the density flow working sections can reduce the loss of density flow's energy under the same water conditions, which is equivalent to increasing water energy and is conducive to the formation of density flow and sediment ejection.关键词:水库;异重流;节能;排沙Key words: reservoir;density-current;energy saving;sediment delivery中图分类号:TV145 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)32-0116-021 水库异重流排沙存在的问题许多水库采用异重流排沙减轻水库淤积,延长水库寿命。

当水库有一定的蓄水高度,且在不泄空蓄水的情况下,通过异重流可以将一部分泥沙排出库外。

但从异重流排沙的几率和效果来看,异重流排沙仍存在几率少,效果小的情况。

如2004年调水调沙期间成功的塑造了异重流,但从三门峡水库下泄沙量0.433亿t,小浪底水库排沙0.0437亿t来看,小浪底水库排沙数量只是三门峡水库泄沙的十分之一。

2005年调水调沙期间,三门峡水库下泄沙量0.457亿t,小浪底水库排沙0.0214亿t,出库泥沙小于三门峡水库泄沙的二十分之一。

后来的调水调沙不得不进一步降低水库水位来增大异重流的排沙效果。

潮汐条件下浑水异重流研究进展_张新周

潮汐条件下浑水异重流研究进展_张新周
在进行潮汐河口挡潮闸闸下河道的淤积研究时,也往往会涉 及 到 河 口 浑 水 异 重 流 问 题。 河 口 建 设 挡潮闸后改变了河道原有的水沙动力条件,致使闸下河道产生严重的 淤 积,严 重 威 胁 防 洪 安 全,影 响 农 业生产。许多研究者采用物理模型和数学模型对闸下淤 积 的 机 理 和 动 力 过 程 进 行 了 研 究[17,18],发 现 在 没有考虑异重 流 的 情 况 下,采 用 现 有 的 数 学 模 型 无 法 得 到 由 河 口 至 闸 下 淤 积 逐 步 增 大 的 结 果 ( 图 2) [19],物理模型研究中也发现采用普通的模型设计方法很难使得河口区域的泥沙输移至闸 下 。 究 其 原 因,一般浑水的挟沙能力与水流流速通常呈 3 次方或 2 次方 关 系。闸 门 关 闭 时,闸 前 流 速 几 乎 为 零,近 似于静水,挟沙能力必然也趋于零,这样河口处的泥沙很难被输运 到 闸 前。而 此 时,闸 下 河 道 近 闸 水 域 的 静 水 段 内 水 体 含 沙 量 也 很 小 ,接 近 清 水 ,该 清 水 段 与 下 游 浑 水 交 界 面 附 近 由 于 清 、浑 水 比 重 的 差 异 ,极 有可能形成异重流,异重流潜入清水底部继续向闸前运动。这样就造成 了 闸 下 河 道 淤 积 闸 前 淤 积 厚 度 最大,然后自闸下向河 口 逐 渐 递 减 的 淤 积 形 态。 从 永 定 新 河 建 挡 潮 埝 后 河 道 内 沿 程 含 沙 量 的 变 化 看 ( 表 1) ,自河口向埝下河道沿程流速减小的情况下,沿程含沙量反而迅速增大 ( 当 然 在 近 闸 段 含 沙 量 会
2011 年 12 月
泥沙研究 Journal of Sediment Research
第6期
潮汐条件下浑水异重流研究进展

4异重流

4异重流

∂ρ ′ ∂q′ =0⇒ =0 ⇒ q′ = U ' h′ = const. ∂x ∂x
表明: 表明:异重流的单宽流量沿程基本不变
第四章 异重流
4.2 异重流的基本方程 4.2.2 推导前提: ① 二元恒定异 重流 ② 交界面以上 清水处于静 止状态 ③ 清水水面水 平
二、异重流运动方程
第四章 异重流
例1:黄河下游部分引水闸,闸门 关闭后,引水渠很快淤死 例2:武汉下游青山港,挖入式港池, 预计年均淤积量0.77万方,异重 流导致的淤积,年均淤积量达 18.5万方,多20余倍
引航道:连 接闸首与主 航道的一段 航道。分上、 下引航道, 引航道内有 导航建筑物 及靠船建筑 物
三峡船闸上 游引航道
第四章 异重流
4.3 河渠异重流
二、盲肠河段的泥沙淤积过程 4.3 口门
① 回流区的存在不仅拦截粗颗粒泥沙,而且影响异重流的输沙量。 淤积厚度自口门向内逐渐减小,拦门沙淤积体的外坡较陡 ② 回流区拦门沙淤积体虽然较集中,范围不大,但淤积厚,对航行十 分不利
与相同水深h、流速U的清水相比,异重流Fr远大于清 水,表明其惯性力作用显著增大,重力作用显著减小, 证明异重流容易爬高翻越障碍物(图4-2)
第四章 异重流
4.1 异重流的一般概念 4.1.2
二、异重流的特性
第四章 异重流
4.1 异重流的一般概念 4.1.2
二、异重流的特性 (三)异重流的阻力作用十分突出(相对清水极大增强) 异重流的阻力作用十分突出(相对清水极大增强) 达西-韦斯巴赫均匀流平均流速公式(2-47)
dz0 dx
γ γ dh′ αU '2 dh′ − J e′ = 1 − J 0 + 1 − − gh′ dx γ′ γ ′ dx U '2 γ ′−γ γ 2 ′ = η g and Fr′ = 取α = 1 and g η= = 1− g ′h′ γ′ γ′ ′ dh′ J 0 − J e η = dx 1 − Fr′2

克孜尔水库异重流排沙分析及塑造技术探究

克孜尔水库异重流排沙分析及塑造技术探究

2021年3月地下水 Mar.,2021第 43 卷第 2 期__________________________________________Ground water_______________________________________Vol.43 NO.2 DOI:10. 19807/ki.DXS.2021 -02 -041克孜尔水库异重流排沙分析及塑造技术探究木合塔尔•坎吉(新疆克孜尔水库管理局,新疆阿克苏842313)[摘要]掌握克孜尔水库异重流排沙的相关规律可提升异重流排沙的工作效率。

通过分析水库相关资料和 现有的异重流分析成果,针对水库的异重流发生和运行以及排沙减淤的规律进行深入探究。

根据水库的异重流规律 和排沙的特性分析了堤渠结合塑造的排沙相关技术,通过实际的应用表明,运用该方法的排沙效果十分优秀,由此 为后续的相关工作提供一定的参考基础。

[关键词]克孜尔水库;异重流;塑造;排沙;减淤[中图分类号]TV145 +.2 [文献标识码]A1工程概况克孜尔水库是以灌溉、防洪、发电、养殖、旅游等一体化的水利枢纽。

正常蓄水位在1149.5 m,库容量则为6.04 x电站的装机容*为4x6.5 MW。

当地的水库管理局对其开展了7次左右的淤积测量,具体如下表1所示。

从表中可以看出,运行2 0年的泥沙淤积值和初期的预测值对比,死水位和汛限水位高达2. 5倍左右,而正常的蓄水位同样也达到2倍左右,进而说明,泥沙淤积值高于当初的设计值,表明淤积的问题十分的严重。

表1水库泥沙淤积的测量水位水位高程/m2004年淤积量/1〇82007 2010年年m32013年初设20年内死水位1135.000.4950.6940.8771.1210.447初设汛限水位1142.000.995 1.2881.6612.1730.816正常蓄水位1149.50 1.062 1.5131.7862.5001.2612克孜尔水库异重流排沙的规律2.1异重流潜入的条件分析根据以现有研究的资料结果相结合来讲,异重流和洪泛 之间存在较大的联系,其是低速且保持时间较长,并且大于 一定的密度的低密度准稳定浊流,而形成异重流则是由于地形和气候以及密度差的控制,当水体的密度过小,并且地形 的高差较大且构造活动比较强烈的湖盆更加容易出现异重流。

工程泥沙问题研究综述

工程泥沙问题研究综述

工程泥沙问题研究综述工程泥沙问题可以简单的定义为受人类活动影响而发生河床或海床变形及有别于自然情况下的泥沙问题。

在实际工程中对泥沙研究目的主要是认识水流中的泥沙运动规律、河床演变规律,进而解决水利工程中的泥沙问题。

研究方向主要分为河流航道工程泥沙问题和海岸工程泥沙问题两大类,其中河流泥沙研究起步较早,而海岸工程泥沙问题是由前者衍生而来的一门新的分支学科,早在公元前256 年的战国末期,当时李冰父子在修建都江堰工程时巧妙地利用了水流泥沙运动规律,工程布局完全符合现代泥沙运动力学原理,使都江堰工程至今已经成功运行至今。

泥沙运动涉及侵蚀、输运、沉积等地貌过程,各种过程涉及的时空尺度变化范围极大。

在一些情况下必须考虑地质构造的上升、下降等大尺度、长时期的过程,有时又必须考虑泥沙起动、悬移等微尺度和瞬时的过程。

正是由于这些特点,河流泥沙研究包含了从宏观到微观多方面的物理现象,因而尽管国内外在河道治理方面不乏成功的例子,但是泥沙学科体系的建立还是20世纪的事情。

19世纪末期,法国的DuBoys第一次提出推移质运动的拖曳力理论。

泥沙学科研究初期,Gilbert 在20 世纪初通过水槽试验研究推移质泥沙的运动规律,最早建立了推移质运动的模式和计算公式。

Rouse等在20世纪30年代初类比分子扩散理论,导出了著名的悬移质泥沙浓度分布公式,至今还在广泛应用。

而后Einstein、Bagnold、Engelund 等人奠定了泥沙学科的基石Einstein 首创用统计方法研究悬移质输沙率和推移质输沙率,导出泥沙挟沙力的计算公式。

特别突出的是能进行非均匀输沙的计算。

此外,Einstein 还定义了冲泻质和床沙质的概念,提出了冲积河流阻力划分与计算方法。

Bagnold 注重泥沙运动的物理本质,用基本物理概念和物理过程描述方法来研究泥沙运动规律,所建立的推移质输沙率、悬移质输沙率计算公式,物理概念明确、理论分析合理,具有较好的计算精度。

异重流介绍

异重流介绍

异重流科技名词定义中文名称:异重流英文名称:density current;density flow其他名称:密度流定义1:密度不同可以相混的两种流体,因密度差异而发生的相对运动。

定义2:水体中因密度差形成的分层相对流动。

百科名片两种或者两种以上比重相差不大、可以相混的流体,因比重的差异而发生的相对运动。

即:如果一种流体沿着交界面的方向流动,在流动过程中不与其它流体发生全局性掺混现象的流动。

因素对水流而言,引起密度差异的主要因素有:含沙量、水温、溶解质含量。

由于水流挟带泥沙而形成的异重流称浑水异重流(见图[水槽中浑水异重流的前锋异重流平均厚度约0.23米,总水深1米])。

流进水库的浑浊河水成舌状水流潜入库底,在水库清水之下沿库底向前运动,形成水库异重流;两河交汇,当各自水流含沙量不同时,可在汇合处产生分层运动现象,形成河道异重流。

由于水流温度不同而引起的异重流称为温差异重流。

进入湖泊(或水库)的冷河水,潜入湖底,形成下层异重流向前运动;火电厂的冷却水经冷凝器受热排入河流后,在较冷的河水上层沿程流动,形成上层异重流。

由于水流含有盐分而形成的异重流称为盐水异重流。

在河口处,河水密度小于海水,河水在随潮流进入河口区的盐水的上层运动并以扇状向海面散布,保持相当长的距离形成淡水舌,而海水则侵入河底沿河道上溯,形成成层程度不同的异重流,明显分层时即为盐水楔运动(见河口水流)。

水在空气介质中的流动,因水与空气的密度相差很大,一般不属于异重流。

异重流又称密度流、分层流、浊流、底流、重力流等。

中文异重流一词最初出现在1947年出版的《水利》杂志中的《异重流及水库减淤》一文。

1885年F.-A.福雷尔在法国科学院院报撰文,介绍了罗讷河河水进入日内瓦湖底产生分层流的现象和莱茵河流入康斯坦茨湖时,在入口处河水潜入湖底的现象,指出这些现象是由于河水温度较湖水温度低和含有泥沙所造成的。

20世纪20年代,开始用盐水代替密度较大的冷水进行水槽实验和用粘土浑水做水库异重流实验,实验结果指出通过底孔有可能把冷水及浑水排出库外。

50年来泥沙研究所主要研究进展

50年来泥沙研究所主要研究进展

第6卷 第3期2008年9月中国水利水电科学研究院学报Journal of China Institute of Water Resources and Hydropo wer ResearchVol .6 No .3September ,2008收稿日期:2008-07-30文章编号:1672-3031(2008)03-0170-1350年来泥沙研究所主要研究进展韩其为,胡春宏(中国水利水电科学研究院泥沙研究所,北京 100044)摘要:50年来,泥沙研究所几代科技人员勤奋工作,兢兢业业,对我国工程泥沙问题进行了大量针对性的研究,为一些重大工程提供了技术支撑。

在三门峡、小浪底和三峡水库上下游的泥沙问题解决,黄河和长江等河道演变研究和治理、黄河口演变和治理等,无不包含着我所职工的心血。

不少科研人员,在所里组织和个人自觉开展相结合的形式下,不间断地开展泥沙运动基本理论研究,经过一批研究人员的艰辛努力,研究成果颇为丰硕,如浑水异重流、泥沙运动随机理论、非均匀悬移质不平衡输沙、高含沙水流、水库淤积及河床演变等理论成果,其中一些达到了国际先进甚至领先水平,为将我院提升为国际一流科研机构做出了重要贡献。

关键词:河流泥沙;河床演变;河道治理;水库;工程泥沙中图分类号:TV14文献标识码:A1 前言泥沙研究所(原名河渠所)成立于1956年,主要从事大江大河的治理开发和大型水利、水电、火电和核电工程中有关泥沙问题的研究,重点研究泥沙运动基本理论、河床演变、江河治理、工程泥沙、河流模拟理论与技术、土壤侵蚀与水土保持、泥沙灾害与防治、泥沙配置与综合利用等。

50多年来,承担的科研项目遍布全国主要江河流域和重大水利水电工程,特别是在黄河与长江治理、三门峡、三峡和小浪底等大型水利工程建设方面,围绕泥沙处理的“难点”问题,做了大量科学研究工作,取得了许多有价值的创新成果,对促进我国水利水电事业的发展发挥了重要作用。

经过50多年的发展,在泥沙基本理论和江河治理技术方面整体居于国际先进水平,部分达到国际领先水平,共获国家和省部级科技进步奖45项。

闹德海水库异重流排沙特点

闹德海水库异重流排沙特点
现象 。
达 坝前 的异 重流甚 为微 弱 。随着 淤积 的发展 ,库底 渐 趋 平 顺 ,阻 力 降 低 ,异 重 流 的 排 沙 比也 大 为
3 异 重 流 的 形成
闹德 海 水 库 汛 期 入 库 洪 水 流 量 较 大 ,含 沙 量
异 重 流 排 沙 是 水 库 重 要 的排 沙 方 式 之 一 ,利
能 排沙 ,既 能 使 近 期 保 持 较 高 的 兴 利 效 益 ,又 能 减 小水 库 淤 积 ,延 长 水 库 使 用 时 间 ,增 加 长 期 效
益 。水 库 异 重 流形 成 的 最 重 要 条 件 是三 次 水 库都 未进 行 排 沙 运 用 , 导致 泥 沙 基 本 都 淤 积 在 库 内。1 9 9 5~2 0 0 0年 汛 期
摘 要 :本 文 主 要 介 绍 了水 库 异 重流 排 沙条 件 、影 响 因素 。 闹德 海水 库 是 多 泥 沙 水 库 ,根 据 水库 流域 河 流 的 洪 水 特 性 ,通 过 对 闹德 海水 库 具 体 计 算 和 实施 效 果 的验 证 ,说 明采 用 汛期 异 重 流排 沙 效 果好 ,方 法 可 行 。
加 大 了阻力 。前期 发生 的异 重流 沿程 淤 积很 多 ,到
2 异 重 流 排 沙 条 件
挟 沙浑 水进 入蓄 有清 水 的水 库 ,如 具有 足 够 流
速并含 有足 够 的细沙浓 度 ,就会 潜 人清 水下 面 形 成

股 浑水流 动 ,沿库底 向坝前行 进 ,这 就是 水 库 泥 水异 重流 。在 一 定 条 件下 ,异 重 流 可 以 流 到 坝前 。 若及 时开启 排沙 底孔 闸 门 ,异 重流 浑水 即能排 出库 外 。此 时 如站在 坝顶 ,就 能看 到库 面 清澈 如镜 ,而 泄水 孔 却 混 流 翻 滚 ,这 就 是 水 库 异 重 流 的 排 查

全沙排沙漏斗浑水流场特性及输沙规律(1)综述

全沙排沙漏斗浑水流场特性及输沙规律(1)综述

全沙排沙漏斗浑水流场特性及输沙规律(1)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问题一直是重研究课题。

通常采用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Sketch of the Sand Funnel structure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。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

值 从 年实测的 与 ? 关系线 得
?
?
纵坐标变换后 经加
后即
为表中之值
官厅水库 年异重流孔口排沙 官
厅水库曾在靠近坝址的断面号
距坝
施测异重流流速和含沙量分布 以及坝
下游断面流量和含沙量资料 选用 年 次试验资料进行分析
水库设泄水孔口 个 孔口尺寸为
图 三门峡水库 年 月 日 日出库流量 含沙量 坝前 异重流交界面高程与软底高程过程线
重流含沙量 孔口高度 下的出口含沙量 最后分析了孔口距底高度对浑水异重流孔口出流的影响 提出设计多沙
河流上水库浑水异重流孔口泄沙的孔口位置时应注意的要点
关键词 异重流孔口出流 选择性取水 孔口排沙 取水防沙 分层流 浑水异重流
中图分类号
文献标识码
笔者在文献 中讨论了盐水异重流孔口出流 综合分析了前人异重流孔口出流极限吸出高度和吸 出层厚度研究成果 提出用 表示的极限吸出高度参数和吸出层厚度参数 的取值范围 以供设计 使用 本文为异重流孔口出流分析的第二部分 进一步讨论浑水异重流孔口泄沙规律 通过对浑水异重 流孔口出流的物理过程和概化图形以及试验资料的分析 得到出流含沙量与孔口高度和泄出层厚度的 参数及其经验关系曲线 并提出设计异重流孔口出流时的孔口位置应注意的要点
其关系 对于盐水异重流 值基本上不随孔口高度而变
建立概化模型是为了通过纵坐标的变换 使距底高程小于极限泄出高度的孔口
的出流情
况 受到壅水影响 能够同距底高度大于极限泄出高度的孔口
的出流情况进行比较 使两者
的出流含沙量的变化经坐标变换后 能够用包含孔口高度因子的同一类型的方程描述 以孔口置于底
部即
的情况为例 进行坐标变换 将其出流情况变换到相当于垂直壁孔口出流的情况 见图
表 三门峡水库异重流孔口泄沙的分析
距坝距离? 淤底高程? 坝前软底高程? 年份 断面
?
?
黄 黄 黄
根据图 从 据 可确定方程 ?
和 年实测数 中的系数
列于表 各孔口距底高度 对出流的影响 即对 的影响 亦点绘于图
表 三门峡水库异重流孔口泄沙的计算
从图 上查得的 值
年份
?
?
计算值
表 中带符号 的值为纵坐标变换后的
按照其他不同孔高的实测点的趋势 将
实测测点外延至 ?
当取
?
时得
? 而?

? 如按照
时的底部边界
条件 即在底部 ? 修正后的
故有
图 浑水异重流方孔排沙试验资料
此值与外延点的 接近 它既已接近修正值 故可不必修正
即底孔情况 实测 ?
而?
于异重流极限泄出高度 ?
故需进行 值的修正
而?


其孔高小
当?

故有 ?
即可求
得 ? 的计算值 经分别绘制二元 三元孔
口试验 三门峡水库和官厅水库的 ? 的计 算值同 ? 实测值的关系图 见图 图
图 浑水异重流二元孔口出流 ? 的计算和实测的关系
图 浑水异重流三元孔口出流 ? 的计算和实测的关系
图 三门峡水库和官厅水库的 ? 的 计算值同实测值的关系
结论
通过对浑水异重流水槽二元和三元孔口出流试验资料以及三门峡水库 官厅水库异重流三元孔口 出流实测资料的分析表明 出流的含沙量是泄出层厚度参数 泄流参数和孔口高程参数的函数 利用三 门峡水库异重流三元孔口实测资料分析所得的泄出层厚度参数值 与浑水异重流水槽二元和三元 孔口试验所得的值接近 但是 官厅水库的结果则偏小 可能是因其淤积面远远高于孔口高程所致 关 于此问题 需要今后作进一步研究
将以上方孔试验的计算结果 连同孔口高度参数 列于表 孔口高度参数 ? 沙量的影响 即对参数 的影响 亦示于图
表 浑水异重流三元孔口出流试验资料分析
孔中心至底部 距离 ?
?
?
?
方程中系数
对出口含
注 号为纵坐标变换后的值 下同
实测资料分析
三门峡水库实测异重流孔口出流 三门峡水库蓄水后 即开始测量异重流 库内多断面的流速分
见方 上下层各 个 下层孔口下缘高程为
上层孔口下缘高程为
由于水库
设计系采用蓄水运用方式 不考虑利用汛期
排泄异重流 也不用其他方式排沙 故水库淤
积发展很快 坝前淤积面迅速抬高 淤积面高
于孔口 孔前形成漏斗 为了防止孔口为泥
沙堵死 故在孔口上游监测异重流 及时开闸
排沙 以保持闸门不被淤沙堵塞
年官厅水库实测孔前淤沙已高出孔
图 底孔出流纵坐标变换示意
如图 所示 令底孔异重流出流泄出层厚度为 假设一虚拟孔口 设异重流通过 孔口泄出 此
时的泄出层厚度
其出流层上下两流线如图 所示 由于实际上水沙是通过孔口 泄出 故
进行坐标变换 将出流层下移一距离 如图 所示 由于实际底壁位于水平 的位置 故其出流
情况 是一种虚拟的情况 如将其底部下移 如图
其次 对于水电站进水口以下的排沙孔口位置的设计 进水口和垂直壁上的排沙孔口的距离应大于 极限吸出高度 如果排沙孔为底孔 则水电站进水口应放在底孔以上 其垂直距离应大于泄出层厚度
关于水库或水电站泄沙孔口的设计 根据以往我国水库建设的经验和教训 需要从保持水库长期使 用所需满足的条件进行综合考虑 在多沙河流上修建水库时 在规划和设计阶段就需要重视孔口的布 置 除泄量大小和孔口高程的确定外 还需同时考虑有关坝址位置的选择 水库运行方式等问题 在一 定的孔口位置 泄量以及来水来沙条件下 其运行方式将决定库内淤积量及分布 运行水位决定泥沙三 角洲的延伸的地点 库内泥沙的分布和水库下游河道的冲淤过程
布 含沙量分布 泥沙粒径垂线分布和异重流排沙量等项 现选择 年和 年的黄淤 断面 距坝
年黄淤 断面 距坝
以及坝下游断面的流量和含沙量数据 分析异重流通过孔口的
排沙规律 图 图 为 年 月
日异重流孔口出流水沙等因子的过程
图 三门峡水库 年黄淤 断面 距坝
异重流含沙量分布
利用 年和 年的滩面比降和 年异重流交界面比降各值 得 年和 年的异重流
浑水异重流孔口出流的物理过程分析
浑水异重流孔口泄沙是水库和水电站孔口泄流泄沙设计中的重要问题 孔口位置和泄流量大小的
设计涉及水库可持续使用的运行方式 水库内淤积过程和分布 利用低孔排泄异重流或悬沙 减少水库
淤积 并避免泥沙进入水电站进口 磨损水轮机部件 等等 在试验中可以看到 浑水异重流孔口出流
时 孔口前异重流中的泥沙受阻沉淀 同时又受孔口泄流的扰动 孔口前水体的含沙量垂线的分布发生 了改变 不仅是泄出层下面水体的含沙浓度增加 而且当水流通过孔口时出现立式漩辊 水体掺混剧
口达 ?? ?
有关数据计算值如下 平均值
图 三门峡水库

流孔口泄沙的分析
年异重
?
?
以孔口中心为坐标原点 点绘 ? 和 ? ? ? ?
见图
从现场实测资料 可得 ?
?? ?
?
?? ?
得表达式 ?
其次 求纵坐标变换后的表达式 值坐
标变换的 修 正 值 为
经纵坐标变换 据图 可得
烈 在试验中有时看不清清水与浑水交界面的界线 它时隐时现 同时掺混导致上层水体含有泥沙 其
含沙量主要随出口流量的加大而增加 一般上层水体的含沙量在
? 之间 孔口前浑水异重
流交界面过渡层的厚度因受孔口出流扰动和出口流量大小的影响 其值较大 在
左右 有时甚
至大于 由于异重流在孔口前受阻而壅水 进而导致流动泄出层下面的水体中泥沙颗粒沉淀 含沙量增加
浑水异重流的分析和试验结果 可供水库设计人员在布置泄放异重流和泄沙孔口时采用 首先 为 了异重流排沙 可设置靠近河床底部的孔口 孔口距离底部高度可在 至 之间 如设计采用底部高 度为 的底孔 则从上游来的异重流从底孔泄出时 其泄出层厚度为 即 ? ? ? 值 可取为 这 样 上游来的厚度为 的异重流可从底孔顺利排出 又如 设计中采用的孔口位置在距底高 处 则 可取其泄出层厚度 在此布置下 如异重流沿河底运动 流至坝前 孔口以上和孔口以下的异重流的厚 度均为 ? 在流动的泄出层厚度 之内 故可顺利排出 这是水库开始使用时的理想情况 实际上 异重流沿库底运动时 其中较粗的泥沙陆续淤积 河床逐渐淤高 在孔口前可逐渐形成一个冲刷漏斗
浑水异重流方孔排沙 槽宽
内设置方孔 个 每个孔口大小为
分析 种不同孔
口高度
的方孔排沙试验资料 实测结果如图 所示 从图中可得
?? ?
? 从表 可得
时有 ?
时有 ?
时有 ?
由于
小于异重流极限泄出高度
?
见表 故应考虑孔口距底高
度 对出流的影响 进行纵坐标变换 将
值修正为
图 表明
的试验中靠近底部边界处无实测资料 故
计算发现 浑水异重流二元与三元孔口出流 三元底孔出流以及三门峡水库的现场实测的泄出层厚
度参数 均较接近 二元孔口为
三元孔口为
三元底孔为
三门峡
水库
只有官厅水库的参数与它
们不同
其值约小一倍 这可能
因淤积面远远高于孔口高程所致
因此 当已知泄出层厚度参数 以及孔口
距底高度参数 ?
时 利用图 的经验
关系确定 值 代入式 ?
式中 对二元孔口
?
为异重流密度 为上层清水密度 为
单宽流量 对三元孔口
? ? 为单孔流量 为随孔口高度而变的参数 为极限泄出高
度参数
的倒数 即 ?
??
由于底孔出流时 出进含沙量比值的关系式与式 不同 因此可建立一个概化模型 使其也具有
式 的形式 这样 就可把参数 同不同孔口高程 包括底孔 对出流含沙量的影响用实测资料确定
当孔口位置高于底部 而
时 则可作类似的坐标变换 各 轴读数应加
相关文档
最新文档