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沿黄供水泵站泥沙特性及定期冲洗式沉沙池优化设计研究

曹磊  
【摘要】:从多泥沙河流或渠道取水的泵站,泥沙不仅对水泵工作参数有明显的影响,而且也会使水泵磨损,前池、进水池、出水池和渠道也会产生淤积。因此,在规划、设计这类泵站时,泥沙问题应予以研究处理。否则,将给今后的运行、维修和管理造成极大的困难。 泥沙问题一直是沿黄供水泵站较为突出的问题,本论文结合对泵站泥沙特性的认识,泥沙对泵站的影响、泥沙对泵站的危害、防治措施,着重对沿黄供水泵站定期冲洗式沉沙池优化设计进行研究。 定期冲洗式沉沙池是水力冲洗式沉沙池的一种,用以沉降挟沙水流中大于设计沉降粒径的悬移质泥沙、降低过泵含沙量的建筑物。 本论文对沿黄供水泵站泥沙特性及定期冲洗式沉沙池进行优化设计研究,主要研究内容有: 1.对传统泥沙模型计算及沉沙池设计方法进行论述,主要有:入池含沙量颗粒级配确定、泥沙沉降计算、汛期异重流排沙计算、泥沙冲洗计算。传统沉沙池设计内容主要有:沉沙池尺寸布置及尺寸设计、结构设计、运行设计。 2.基于传统泥沙模型计算及沉沙池设计方法,对设计入池含沙量确定、出池含沙量确定、沉沙池水面线计算以及异重流排沙计算做出改进。 3.以山西省柳林县薛家坪提黄灌溉工程定期冲洗式沉沙池的计算为工程实例,通过VisualBasic语言开发计算程序,来简化定期冲洗式沉沙池泥沙沉降和冲洗计算。 论文主要结论: 1.沉沙池水面线计算研究中,在对传统明渠水面线计算模型优化的基础上,考虑了底坡坡度i对计算精度的影响,使之应用于定期冲洗式沉沙池水面线计算更加合理,这一点是本论文的主要创新所在。 2.在汛期,沉沙池工作段内产生异重流,如果不及时排除,沉沙池会很快淤满。本论文程序实例中计算出汛期运行期间异重流到达溢流堰末端的时间,可以为合理选择排沙时机提供依据,减少冲洗费用,节约水资源。 3.基于定期冲洗式沉沙池传统计算方法的优化和改进研究,本论文开发具有计算泥沙沉降基本功能的计算机程序,该程序在对山西省柳林县薛家坪提黄灌溉工程冲洗式沉沙池计算中可以实现各种工况下沉沙池泥沙不同时段、不同池段泥沙沉降率以及淤积厚度的计算,极大地优化沉沙池的计算。 当前程序设计不够智能化,只是对某特定工程沉沙池进行沉沙计算,改进和开发研究具有有普遍性的沉沙池计算机程序,是今后努力的方向。


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