在对沉沙池的设计和野外观测资料考量的基础上,我们可以得出以下结论:
(1)沉沙池的选型和结构以及其在水利枢纽工程中的整体布局是沉沙池设计的重要问题。
周期性(或间歇的)冲洗式沉沙池的结构简单和冲洗沉积泥沙很有效,但具有以下缺点:沉沙池中需具有相当规模的沉沙容积,需要相当大的冲沙水流流量,及在沉沙室冲沙期间,为了保证不间断供水发电必需设有备用沉沙室。
连续性冲洗沉沙池的结构较为复杂,但具有以下优点:不需要沉积泥沙的备用容积,所需冲沙水流的流量较小。
在建设周期性冲洗沉沙池时,应特别注意在沉沙室首部能促使沉沙分布均匀,因为由于沉沙室首部的沉积泥沙分布不均匀,则会引起水流流速的不均匀分布和沉沙池工况恶化。
(2)在布置枢纽工程时,推移质泥沙和近底粗沙不允许进入沉沙池进水口,因为推移质泥沙及近底的粗颗粒泥沙不能从沉沙室中冲出,从而破坏沉沙池的正常工作和使用;反之,为了冲洗粗颗粒泥沙必须要增大坝高,而加大枢纽建筑物工程费用。
(3)按照当地条件来选定沉沙池是布置在输水渠道上,还是布置在水利枢纽中。
从挟沙量大的河流上取水的水力发电站,其沉沙池应布设在引水道的首部。只是当大坝处的水头显得不足以冲洗沉沙室中的沉积泥沙时,才可以将沉沙池移向引水道下游处布置。
当沉沙池处于引水渠道上时,沉沙池通常为正向引水,这样有利于促使断面水流的流速作均匀分布。如果沉沙池布设在水利枢纽工程上,尤其是当其处于侧向引水时,则这类沉沙池的进水口处于非常恶劣的条件下工作。(www.xing528.com)
进口水流转变方向及水流的侧向收缩不仅要造成水头损失,还会造成水流流速在过水断面上的不均匀分布,这将降低水流的沉清效率。
(4)影响沉沙池工作的沉沙池组成部件有:沉沙室,进水设施,冲沙设施和出流设施。
用于灌溉和水能利用的沉沙池只采用纵向布置而很少采用横向沉沙室。除了一些特型沉沙池,例如尼克琴式沉沙池和为了利用弯道环流作用的沉沙池以外,在平面布置上不希望沉沙室弯曲,因为这样会招致沉沙室中水流流速的不均匀分布,以及引起环流作用而不利于沉沙。
为了减少冲沙水流流量和增大周期式冲洗沉沙池的冲沙效率常常借助隔墙来分筑为多个沉沙室。然而这会大大增加建筑物耗资。因此,宜依照技术经济要求,使沉沙室的数目最小化,而为了较宽的沉沙室的冲沙方便,可以用不高的水下隔墙将其宽沉沙室分隔成几道窄槽。为冲刷沉沙应保证使冲沙水流在不壅水或最小壅水的情况下通过沉沙池的冲沙孔洞。
索柯洛夫式沉沙池在连续不间断冲沙作用方面较其他类型沉沙池为优。该型沉沙池其下游水位实际上不会影响冲刷沉沙;在洪水期冲沙时也只需要不大的上下游水位差即可,约为0.2~0.5m即可。此外该型沉沙池还允许分部分别冲沙。
由于该型沉沙池借助于沉沙室的正面墙和侧面墙结构或是借助于横向水槽设置的作用而能从沉沙池中逐步分级取水的缘故,有可能缩短沉沙池所需长度。
当沉沙池进口条件差和进口部分建设不当时,沉沙池工作效率会大为降低:即在沉沙室水流中出现回流区和环流。众所周知,沉沙池需要沿其横断面上有甚为均匀的水流流速分布。就此而论沉沙池的进口条件起着决定性作用。
审视影响沉沙池的基本要素及其对沉沙池工作的影响后,可以指出,沉沙池的进口部分具有最重要的影响。
(5)在沉沙池尺度计算理论中,采用的都是以水流流速作均匀分布为条件。因此,采用这些方法计算沉沙尺度时只有在以下情况下才能保证得到可靠的结果,也就是在沉沙室中要实际存在使泥沙沉降下来的条件,换句话说,也就是在沉沙室中能形成接近使泥沙在均匀水流中沉降的条件。但是在沉沙池进口部分由于引水水流的展宽,改变水流流向和沉沙池各种结构部件的影响,常会使沉沙室中水流呈现非常不均匀流速分布。
(6)综上所述,可以确定,在我们面前有一个重要而迫切的任务,即在不利的进流条件下,研究沉沙池进口部分的水流动运动结构,研究沉沙池进口水流结构对沉沙池工作的影响,以及研究能使沉沙池流速均匀分布的整流措施。
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