【摘要】：圓中環(huán)沉沙排沙池對解決引水排沙問題具有良好的效果,但為了能發(fā)揮其更大的作用,仍需不斷地研究改進(jìn)。本文對溢流堰優(yōu)化后的圓中環(huán)沉沙排沙池,即迷宮堰型圓中環(huán)沉沙排沙池,進(jìn)行物理模型試驗(yàn)和水力計(jì)算分析,得出其含沙量與沉沙的改善效果,并對類似沉沙池的合理布置設(shè)計(jì)提供依據(jù),主要結(jié)論如下:(1)三角形宮室的迷宮堰型圓中環(huán)沉沙排沙池使同等流量下的堰上水頭平均降低了1.34mm,且宮室的幾何參數(shù)滿足水力設(shè)計(jì)要求,并適當(dāng)?shù)販p少了工程占地面積和造價(jià),但在水流較小的條件下選取梯形宮室的迷宮堰效果會(huì)更好。通過模型試驗(yàn)對比兩種堰型的沉沙效果,迷宮堰型圓中環(huán)沉沙排沙池的含沙量沿垂向和徑向的分布規(guī)律與光滑堰基本相同,且迷宮堰內(nèi)側(cè)的含沙量比光滑堰平均減小了16.5%,對沉沙效果和改變水質(zhì)有一定作用。并以Q=4.09L/s時(shí)中心出水環(huán)不加高狀態(tài)為例進(jìn)行沉沙分析,得出迷宮堰型圓中環(huán)淤沙中小于0.1mm的細(xì)顆粒泥沙比光滑堰增加15.4%,且對出口處沉沙進(jìn)行顆分得出最大值是0.25mm,中值粒徑為0.0635mm,比光滑堰(0.0715mm)平均減小了11.19%,說明調(diào)整為迷宮堰后能夠有效地提高懸移質(zhì)泥沙沉降率,提高了農(nóng)業(yè)灌溉效率,促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展。(2)通過對泥沙沉速、沉降率以及沖洗時(shí)間的理論方法進(jìn)行研究,確定了泥沙的沉速規(guī)律及不同粒徑范圍的沉速計(jì)算公式;并選用一維超飽和輸沙法對圓中環(huán)的泥沙各粒徑組沉降率和不同流量下的總沉降率作出了理論推算,其計(jì)算值與試驗(yàn)值偏差較小,約2.82%和1.50%;進(jìn)而對斜坡上的泥沙顆粒進(jìn)行受力分析,得出泥沙的臨界應(yīng)力并轉(zhuǎn)換為臨界流速,即得知沖沙所需的流量;再計(jì)算出三個(gè)沖沙階段所需的時(shí)間、總歷時(shí)和排沙耗水率,與試驗(yàn)值極其接近,說明計(jì)算方法和相關(guān)參數(shù)的選取準(zhǔn)確可信。最后利用泥沙沉降率計(jì)算公式推出溢流堰直徑與進(jìn)水流量和處理最小泥沙粒徑的關(guān)系,并設(shè)計(jì)給定條件下沉沙池的直徑和高度,使此類沉沙池的研究應(yīng)用更加完善。
【學(xué)位授予單位】：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TV673.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2803045