水利水电沉砂池设计规范SL269--2001

中华人民共和国行业 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 水利水电工程沉沙池设计规范条文说明目次总则设计资料基本资料入池含沙量及颗粒级配沉沙池的设置条件及泥沙沉降设计标准水利灌溉工程沉沙池的设置条件及泥沙沉降设计标准水电引水工程沉沙池的设置条件及泥沙沉降设计标准位置及类型选择工程布置水力冲洗式沉沙池一般规定连续冲洗式沉沙池布置定期冲洗式沉沙池布置条渠沉沙池布置主要尺寸确定一般规定工作深度计算工作宽度计算工作长度计算工作段纵向底坡水力冲洗式沉沙池冲洗计算结构设计运行设计原型观测和安全监测设计一般要求定期冲洗式沉沙池原型观测和监测连续冲洗式沉沙池原型观测和监测条渠沉沙池原型观测和监测附求沉降计算方法水面线计算恢复饱和系数淤积计算附录水利工程定期冲洗式沉沙池冲洗计算总则我国已在水利水电工程沉沙池的设计运行与科学研究中积累了成功经验但是由于长期无统一的设计标准影响了沉沙池的设计与运用效果为保证设计质量充分发挥工程效益和推动该项技术发展必须统一技术要求特制定本规范由于悬移质泥沙与推移质泥沙运动机理不同因此处理方式不同本规范仅为处理悬移质泥沙的沉沙池设计制定由于沉沙池工程投资和规模较大在大中型水利水电工程沉沙池设计中应遵守本规范规定执行级以下工程需要设置沉沙池时可参照本规范执行水文泥沙等基本资料对沉沙池规模影响很大必须作好此项基本工作由于我国地域辽阔水沙状况差别很大对重要工程应进行模型试验水利水电工程沉沙池设计和运行表明沉沙池的功能效益效率与工程的其他建筑物和设备有关水利工程沉沙池设置是为了减少渠道淤积防止灌区沙化和减轻对泵站水泵的磨损危害水电站设置沉沙池的目的是减轻过机泥沙对水轮机的磨损危害设置沉沙池虽然可基本解决上述问题但引起投资和运行费用等变化因此是否设置沉沙池或设置何种标准的沉沙池应进行技术经济比较沉沙池是引水枢纽的组成部分其运行原则必须与枢纽运行协调一致以保证正常供水工程运行实践表明对沉沙池进行原型观测 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 和监测是提高沉沙池设计运行管理水平和充分发挥工程效益的有效措施对重要工程应包括此项设计沉沙池为水利水电工程水工建筑物的一部分除自身特点由本规范规定外与其他水工建筑物具有共性的部分应按有关规范的规定执行设计资料基本资料收集悬移质泥沙颗粒级配资料时同时了解颗粒级配分析方法以便选用相应的沉速公式计算泥沙颗粒沉速水力冲洗式沉沙池冲排沙道出口处的河流水位流量关系是冲洗设计中确定冲沙水头的基本资料沉沙池外边墙天然河道水面线主要用于沉沙池外水压力和底板浮托力计算高寒地区在严寒期使用沉沙池时应收集河流冰情资料河流污物不得进入沉沙池应在引水口至沉沙池进口逐级处理了解污物来源及其特性是为了确定拦污设施布置栅格尺寸及水位等为确定水利水电工程沉沙池的设置标准确定沉沙池的规模评定其效益应根据不同类型沉沙池收集相关的各种资料沉沙池引渠输水道的设计正常水位是确定沉沙池设计水位的依据沉沙池的设计引用流量及其过程是确定沉沙规模的主要依据为使引渠和输水道不应由于淤积而影响沉沙池正常引水和输水应收集引渠和输水道挟沙力分析成果水轮机水泵过流部件耐磨性能抗磨措施等资料是用于分析判断沉沙池设计沉降粒径标准的一项依据水轮机或水泵的大修间隔用于比较设置沉沙池后对减轻磨损的作用灌区资料是用以研究水利工程沉沙池泥沙沉降设置标准和规模的一项依据入池含沙量及颗粒级配时段平均入池含沙量计算在水电工程沉沙池中忽略了有坝引水与取水口底坎的挡沙作用在水利工程沉沙池中忽略了取水口底坎的挡沙作用偏于安全入池设计泥沙特征值包括含沙量和悬移质颗粒级配已建沉沙池均使用河流泥沙特征值作为入池设计值实际上年平均或汛期平均河流含沙量与引水含沙量差别较大因此规定使用入池泥沙特征值作为设计值较使用河流泥沙特征值作为设计值更合理至于选用何种时段平均或实测值作为入池设计泥沙特征值应根据河流输沙特性枢纽布置特点沉沙池类型供水重要程度沉沙池工程量效益等综合分析论证如渔子溪一级水电站沉沙池因仅在汛期使用故选用多年汛期平均悬移质颗粒级配作为确定沉沙池主要尺寸的设计值排沙廊道输沙能力的复核原考虑选用历年最大日平均含沙量但其出现机会较少为减少排沙流量最后选用作为复核值沉沙池投入运行多年来粒径实测沉降率与设计值吻合也未出现过廊道堵塞现象西藏羊卓雍湖水电站设置定期冲洗式沉沙池为保证沉沙效果和冲沙可靠设计中采用粒径组成偏细的多年汛期平均悬移质颗粒级配作为确定沉沙池主要尺寸的依据选用粒径组成偏粗的实测悬移质级配作为沉沙池冲洗设施和排沙建筑物的设计依据水利工程沉沙池设计中设计入池含沙量一般可由引水时段的日平均含沙量频率分析或典型年汛期日平均含沙量分级统计分析确定也可根据含沙量大小分布情况和供水重要程度调整相应的引水流量如禹门口沉沙池汛期引水时段平均含沙量瞬时最大断面含沙量达丰沙年和平沙年引水时段含沙量等于大于的分别为和根据供水保证率分析确定当引水含沙量大于时沉沙池停止运行此时工业供水自备解决当引水含沙量为时引水流量仅供工业用水当引水含沙量为时引水流量当引水含沙量小于时按设计引水流量禹门口沉沙池工程设计中是以余年汛期泥沙粒配汛期粒径细于非汛期粒径绘成泥沙粒配曲线包络图采用包络图中的粒配曲线密集区平均值作为设计入池泥沙粒径引黄济青条渠沉沙池引水期为冬春季节采用利津水文站在引水期的多年月平均含沙量为设计入池含沙量平均含沙量为最大为设计入池泥沙粒径其中粒径小于的占小于的占山西浪店水源工程沉沙池设计入池含沙量为大禹渡沉沙池设计入池含沙量为均采用汛期平均泥沙粒径为设计入池泥沙粒径内蒙小沙湾引黄工程沉沙池设计入池含沙量为沉沙池的设置条件及泥沙沉降设计标准水利灌溉工程沉沙池的设置条件及泥沙沉降设计标准根据调查自流灌溉沉沙池的出池设计含沙量除与粒径有关外主要取决于排灌渠系允许挟沙力不同地区出池设计含沙量差别较大如黄河中游灌区汛期出池设计含沙量约为黄河下游灌区由于渠道纵坡缓出池设计含沙量为个别为出池允许粒径是根据目前黄河中下游水利工程沉沙池出池泥沙粒径不大于而确定的提水灌溉的灌区沉沙池沉降设计标准是根据水泵磨蚀要求提出的黄河以高含沙量闻名于世其含沙量具有上下游变化大的特点根据黄河上中下游单级离心水泵扬程的主要泵站调查三角城景台川夹马口东雷二级南乌牛二级小樊一二级龙行二级尊村大禹渡一二级和风陵渡过泵汛期平均含沙量为基本反映了我国多沙河流的提水工程过泵泥沙特征根据水泵大修保证期经分析给出判别图以下扬程的泵站多采用轴流泵或其他泵型如山西尊村引黄渠首一级泵站将轴流泵的下导轴承改用全封闭外加清水润滑磨损问题就不严重图中的水泵设计扬程系离心式水泵设计扬程水电引水工程沉沙池的设置条件及泥沙沉降设计标准设置沉沙池的初步判别条件是根据我国已投入运行的水轮机磨损及检修资料综合考虑泥沙特性我国现有水轮机水力特性及耐磨材料的水平沉沙池的投资及其效益加以类比分析并考虑下列条件制订的在能可靠运行的前提下水轮机大修间隔取值为水斗式水轮机一年换喷针头及喷嘴口额定水头大于等于的混流式水轮机大于等于两年额定水头小于的混流式水轮机大于等于三年莫氏硬度大于等于的硬矿物泥沙含量约占主要过流部件材料的耐磨性能不低于不锈钢泥沙对水轮机磨损危害表现为水轮机运行效率下降出力减小和年发电量相应减少大修间隔缩短检修费用增加影响机组运行的灵活性和可靠性减轻泥沙对水轮机磨损危害的主要措施有采用耐磨材料或耐磨护面层提高磨损部位的耐磨水平采取工程措施如设置沉沙池沉砾池或利用水库沉沙等以减少过机含沙量及过机粗沙改善水轮机的水力及结构性能降低关键磨损部位的流速保持水流平顺流态提高水轮机设计制造质量保持良好的运行工况是否设置沉沙池及设置何种沉降粒径标准的沉沙池要考虑电站在系统中的作用泥沙特性水轮机的耐磨水平电站运行检修的要求及大修间隔沉沙池的投资年运行费及效益等因素进行技术经济比较后确定各额定水头段沉沙池的设计最小沉降粒径标准是考虑到经济合理性及实际需要推荐的水电站沉沙池的设计沉降粒径经过技术经济比较可以等于或大于表中的粒径不宜小于该粒径位置及类型选择一般情况下沉沙池位置距离首部枢纽进水口近一些可节省引渠工程量减少水头损失方便运行管理如大禹渡沉沙池禹门口沉沙池和渔子溪沉沙池均邻近首部取水口不良地段系指地形地质和场地危及建筑物稳定的地段如滑坡影响带泥石流危及区河流冲刷范围以及软弱地层等如禹门口沉沙池建在液化的粉细沙地层上采用振冲桩加固后达到抗地震液化的设计标准定期冲洗式沉沙池较连续冲洗式沉沙池具有运行可靠结构简单便于施工等特点所以在地形开阔的地方应优先考虑使用连续冲洗式沉沙池占地面积小适合在地形狭窄的地方采用若具备足够的冲沙水头和流量时加之合理设计及运用仍然可以满足运行要求提水灌溉工程的定期冲洗式沉沙池一般多邻近首部取水口可结合地形和灌溉渠布置在引水首部设低扬程泵站既满足扬水需要又形成足够的冲沙水头如大禹渡沉沙池和禹门口沉沙池定期冲洗式沉沙池存在泥沙排泄对环境影响的问题这是应慎重对待充分研究论证的问题定期冲洗式沉沙池有单室和多室型式由于单室定期冲洗式沉沙池冲洗时一般要停止供水而大中型水利工程不允许停止运行故不宜选用单室定期冲洗式沉沙池平原地区或滩涂地带的地形开阔适合条渠型沉沙池布置如引黄济青渠首条渠沉沙池运用初期为自流沉沙后期拟扬水沉沙可使地面抬高少占土地本规范未含机械清淤有关规定可参照其他规程选用清淤机械如河南邙山泵站的沉沙池为机械清淤工程布置水力冲洗式沉沙池一般规定在设计工作流量和含沙量范围内引渠必须达到正常输水在小流量引水时可允许有少量淤积但不影响正常输水随着流量增大达到冲淤平衡如禹门口沉沙池前的引渠纵坡为最小引水流量时的流速为设计工作流量时的流速为均大于不淤流速引渠设计工作流量为沉沙池工作流量与冲洗流量之和一般在引渠末段或适当位置设置溢流设施是为了出现超标准流量或特殊情况时能够从引渠溢出使沉沙池能够正常工作和安全可在引渠一侧设计排沙底孔以便引渠排沙和停止运行时泄空引渠由于引渠断面宽度和深度与沉沙池断面宽度和深度相差较大水流进入沉沙池会出现流速横向及竖向分布不均匀当沉沙池的布置受到地形地质或冲沙水头等条件限制沉沙池轴线与引渠轴线不在同一直线上时更加剧上述流速分布的不均匀性故沉沙池轴线宜与其进口前的引渠轴线的延线重合当受到条件限制时可使引渠下段轴线的延线与沉沙池轴线重合工程实践表明设置完好的上游联接段是使进入沉沙池工作段水流流速分布较均匀和提高沉降效率的一项措施设置上游联接段的目的是使入池水沙在横向分布均匀并最大限度减少泥沙在该段沉降拦截污物控制池室不同工况下的流量上游联接段亦称行近段或扩散段的平面布置采用对称扩散型式时单侧扩散角不宜大于水流自由扩散角约为采用非对称扩散时两侧扩散角之和不宜大于当接近或大于上述角度时应采取工程措施防止涡流和泥沙淤积发生联接段底板与工作段底板应以竖横比缓于的斜坡联接使水流均匀扩散已建沉沙池一般通过水力学模型试验来确定上游联接段的布置以保证水流均匀扩散不出现涡流区联接段内水流泥沙运动过程十分复杂设置配水墩或其他整流设施的位置尺寸应通过水力模型试验确定如禹门口沉沙池扩散段采用对称布置为缩短联接段长度单侧扩散角为要使水流比较均匀稳定地分配至各池室是一个相当困难的问题经反复试验研究最终得出在扩散段首部设置整流板结合各进口闸前配水墩布置逐渐整流扩散以适应不同流量和含沙量范围内的正常运用要求如西藏羊卓雍湖抽水蓄能电站沉沙池的整流栅通过四个 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的模型试验后才得到了比较满意的布置方案统计已建水电工程沉沙池在上游联接段内设得整流栅整流后单侧扩散角可达两侧扩散角之和达渔子溪一级单侧扩散角南桠河三级单侧扩散角渔子溪二级两侧扩散角之和映秀湾电站两侧扩散角之和设置池室进口闸是为了控制各池室运行是否在进口闸设置拦污栅应根据入池污物的情况确定从四川渔子溪南桠河等水电站沉沙池的运行实践看污物进入工作段常常堵塞进沙孔或堵塞整流栅导致池身断面流速分布不均匀因此对拦污问题应给予足够的重视山西大禹渡禹门口等沉沙池均在沉沙池进口设置拦污栅池厢进口闸是为控制冲洗运行应满足局部开启工况要求为满足沉沙运行要求闸槛应高于池厢内达到冲洗周期时的泥沙淤积面如禹门口沉沙池在孔池室进口闸下游设有孔池厢进口闸均按局部开启工况运行上游联接段内的进口闸后设置整流栅或配水墩其目的为使进入工作段的水流能均匀地分配以达到沉沙池的设计沉沙效率定期冲洗式沉沙池沉沙运行时工作段的水流属于缓变流冲洗运行时工作段的水流为急流工作段的布置除满足沉沙运行工况要求外还应满足冲洗工况要求连续冲洗式沉沙池工作段应同时满足沉沙和冲洗系统布置要求定期冲洗式沉沙池泄空冲洗过程中往往受排沙道容量所限需局部开启闸门控制流量排沙道渠底纵坡应大于工作段池底纵坡以保证排沙通畅防止排沙道淤堵排沙道出口受下游水位顶托时将影响泄流排沙能力一般沉沙池邻江河一侧的河道设计及校核洪水位较高若以此确定冲洗水头标准过高当出现设计及校核洪水时可采取适当延长冲洗周期或者减小工作流量等措施故提出排沙道出口设计水位以不受下游常年洪水位顶托为原则禹门口沉沙池排沙道出口设有防洪闸是为了防止洪水倒灌淤堵排沙道连续冲洗式沉沙池布置连续冲洗式沉沙池的支廊道及主廊道是冲排沙的主要建筑物为充分利用全部水流落差常把沉沙池分成多段进行分段沉降和分段冲洗各段可以利用的水位差均为沉沙池水位与排沙道出口处的水位差四川南桠河三级电站及渔子溪一级二级电站的沉沙池工作段均分别设置了三段支主廊道系统进行分段沉降和分段冲洗由于粗颗粒泥沙在前段沉降多细颗粒泥沙在后段沉降一般前段支廊道长度短于后段支廊道长度以达到对各段支廊道进行冲沙总水头校核时保持大约相同的安全程度本规范推荐的冲沙廊道包括支廊道主廊道和进沙孔等的布置水力计算方法和结构形式等是在总结四川渔子溪一级二级和南桠河三级等水电站沉沙池设计经验的基础上提出的并已经受了多年运行实践考验图中底廊道系统采用分段布置且前段短于后段其原因是前段的落淤量大于后段且以粗沙为主连续冲洗式沉沙池冲排沙廊道一旦淤塞可使用设置的事故冲沙闸冲沙因此事故冲沙闸是连续冲洗式沉沙池的一种备用冲沙设施设置旁侧溢流堰目的在于宣泄进水口闸门操作不当及机组丢负荷时进入沉沙池超过设计流量的水量在确定泄流量后按堰流公式确定堰顶高程和宽度堰顶高程一般比运行水位高水电站沉沙池下游联接段采用逐渐收缩的型式以使出池水流能畅通进入下游输水道下游为明渠时收缩角按水流收缩角确定下游为有压输水道时有压引水道进口顶部淹没水深由淹没条件确定定期冲洗式沉沙池布置为保证各池室交替运行各池室边墙和隔墙应与相应的池室进口闸闸墩联接墙顶应高于正常运行水位以策安全各池厢间的隔墙与相应的池厢进口闸闸墩相联控制墙顶高程是为了逐池厢集中进行溯源冲洗防止水流串厢根据交替运行工况要求池室宜为钢筋混凝土结构梯形断面的池室运行实践表明在坡面上有严重的挂淤现象很难冲洗故边坡不宜缓于阳武河大禹渡和禹门口等沉沙池运行实践表明由于入池含沙量较大且粒径较细泥沙经工作段沉降后沉降了部分较粗粒径并减少了含沙量但还需经溢流堰区吸取表层水才能满足供水要求否则需将工作段延长相当长度是不经济的溢流堰区长度一般为工作段长度的溢流堰和集水槽相结合布置在该区的墙顶上见图集水槽的边墙即为溢流堰宜采用曲线型非真空实用堰为提高沉沙池的沉降效率堰顶水深不宜大于为了保证堰顶水深稳定溢流堰为非淹没出流各集水槽间为自由出流隔墙上的测向集水槽净宽一般为隔墙间净距的在溢流堰区末端设置排沙底孔禹门口沉沙池每池厢净宽每厢设底孔个可采用连续或间隔排沙方式排泄池末的高浓度含沙水流以保证溢流堰出池含沙量按连续排沙方式的池末底孔时段排沙平均含沙量可按下式计算式中池末底孔时段排沙平均含沙量据大禹渡沉沙池试验为可据类同工程或试验确定第断面含沙量溢流堰时段出池含沙量见式池末底孔时段平均流量时段长度当沉沙池出口下游输水道邻近扬水泵站时在泵站机组突然停电入池水量尚未得到控制时为防止回流影响沉沙池安全应在输水道适当位置设置旁侧溢流堰如禹门口和大禹渡沉沙池均在输水道一侧设置旁侧溢流堰水电站定期冲洗式沉沙池下游联接段后设置出口闸门是为了控制沉沙与冲沙交替运行条渠沉沙池布置湖泊型沉沙池在占地面积渗漏损失浸没影响沉淤管理等方面存在较多问题很少采用条带形沉沙池由于进口突然扩大沉沙效果较差也较少采用梭形沉沙池布置较合理运行效果较好采用较多在条渠容积受到地形条件限制时可以人工或机械开挖以开挖的土方筑成渠堤而形成条渠运行若干年达到淤积高程后邻渠另挖新的条渠并以新渠开挖的耕植土覆盖于淤积高程上面还耕依此进行称以挖待沉如山东潘庄沉沙池引黄济青渠首沉沙池初期为自流沉沙后期拟为扬水沉沙既延长了沉沙池的Administrator线条使用年限又可少占耕地条渠沉沙池进出口设置节制闸的目的是调节流量和分水引水出口闸还具有调整水位调节水面比降和流速控制泥沙淤积等作用条渠宜做成逐渐展宽的上段和比较顺直的中段下段应徐缓收缩但不宜过于束窄以利于后期沉沙上段为输沙段长度一般为全池长的流速要大些以免进口淤塞中段为主要淤积段流速应小以利于泥沙沉降长度约为全池长的下段的流速主要靠出口控制流速应大于中段使泥沙下移长度约为全池长的根据黄河下游的经验条渠沉沙池长度不宜小于根据国内已建条渠沉沙池设计及运行经验土质边坡一般为坡面宜植树种草以御风浪堤顶高程应为水面高程加浪高再加安全超高对于大型沉沙条渠标准要适当提高浪高按级大风计算安全超高采用另外要有足够的顶宽以适应风浪冲击并满足防护交通的要求对于大型沉沙条渠的围堤格堤的堤顶宽一般为由于堤高顶宽土方工程量大可利用沉沙条渠淤土分期加高分层夯实做成多级坡面采取防截排渗措施的目的是防止条渠外围地区发生次生盐渍化防渗措施包括渠底和渠堤两部分渠底防渗主要是先在来沙较细的季节汛期用小水放淤渠底以形成细淤防渗盖层厚约渠堤防渗一是利用细淤土作堤二是在条渠使用初期来沙较细季节渠内引放大水或雍高水位使细淤土覆盖堤坡形成贴淤防护面截渗主要是条渠外围修建道截渗沟防止渗水浸没条渠周围地区截渗沟要有足够深度和稳定的边坡排渗是在截渗的基础上使条渠渗水能结合条渠周围田间工程布置完整的排水系统或结合灌溉建立井排系统将渗水排出主要尺寸确定一般规定沉沙池设计中以不同水深宽度长度的组合均可得到满足设计要求的沉降率因此沉沙池主要尺寸的确定应拟定多种方案进行技术经济比较工作深度计算水力冲洗式沉沙池进口水深不宜过大以免因池底高程过低致使冲排沙不畅前苏联水电站沉沙池设计规范建议在通常情况下沉沙池的工作深度可选择我国一般为个别为天生桥二级式中当工作段底坡或排沙道底坡为变坡时则取其平均底坡式中的值对于水利工程定期冲洗式沉沙池可按下式初步选值式中沉沙池冲洗周期内淤积体积按附录计算工作宽度按式计算国内长渠沉沙池水深一般工作宽度计算实测资料表明水力冲洗式沉沙池宽深比过大池内水流三度性明显池底泥沙淤积易形成滩槽沉沙效果明显降低因此水电工程沉沙池工作段宽深比不宜大于水利工程定期冲洗式沉沙池工作段宽深比不宜大于国内已建水电工程沉沙池工作段平均流速见表式中水利工程定期冲洗式沉沙池的平均深度Administrator线条可取工作段首端和末端的冲洗周期初末的水深平均值已观测的大禹渡等水利工程定期冲洗式沉沙池平均流速工作深度见表表已建水电工程沉沙池工作段平均流速工作深度表工程名称设计最小沉降粒径沉沙池平均流速工作深度渔子溪一级电站渔子溪二级电站南桠河三级电站映秀湾电站羊卓壅湖电站天生桥二级电站清水河电站槟榔江电站苏帕河电站安顺关脚水电站表大禹渡等水利工程定期冲洗式沉沙池平均流速工作深度表沉沙池名称工作段长度出池泥沙允许粒径最大工作深度工作段平均流速工作段首端工作段末端冲洗周期初冲洗周期末大禹渡禹门口阳武河注禹门口沉沙池工作段后段为斜板区为复合型定期冲洗式最大工作深度系指冲洗周期初开始池室内无淤积状况在前苏联水电站沉沙池规范中工作段平均流速建议如下设计最小沉降泥沙粒径在之间的沉沙池其平均流速可以在范围内选择设计最小沉降泥沙粒径为时平均流速的上限可提高到平均流速的选取与入池悬移质颗粒级配有关当水流中较粗颗粒的泥沙占优势时可以选取较大的平均流速已观测的水利工程定期冲洗式沉沙池池厢单宽冲洗流量如下阳武河沉沙池大禹渡沉沙池禹门口沉沙池博克拉沉沙池工作长度计算附录推荐的计算公式和方法通过大量水槽试验资料和原型观测资料验证效果较好但还存在以下问题水力冲洗式沉沙池的池长短水深大流速小水流挟沙力可以忽略不计但当条渠沉沙池淤积后形成主流沟时主流沟的水流是有一定挟沙力的由于当前对挟沙力的研究还不够成熟特别是分组水流挟沙力因此采用了较简便途径即通过原型观测资料分析给出恢复饱和系数经验式一定程度上反映了水流挟沙力的因素今后还待继续研究为留有余地采用池长较计算长增加水利工程定期冲洗式沉沙池虽然工作段沉降了大部分泥沙但还应经溢流堰区引取表层水才能满足供水要求应考虑含沙量在堰前的垂线分布并以极限吸出高度范围内的含沙量作为出池含沙量极限吸出高度可近似用下式计算式中溢流堰堰上水流极限吸出高度浑水密度溢流堰平均单宽流量清水与浑水密度差经溢流堰段的出池分组含沙量分组沉降率及溢流堰出池含沙量可用以下各式计算式中经溢流堰出池分组含沙量第计算断面分组平均含沙量计算时段初堰前淤积床面以上水深溢流堰前垂线分组含沙量参考点距离淤积床面的高度随不同粒径组而变由试算确定该值第粒径组悬浮指标修正值第粒径组悬浮指标值近似取工作段的末池段在计算时段内的摩阻流速卡门系数溢流堰内的水流泥沙是相当复杂的三维流动问题本条提出的计算式为简化的近似计算必要时应进行模型试验工作段纵向底坡式为均匀流流速公式由于池底泥沙淤积床面糙率较大各工程的糙率系数取值不同一般为定期冲洗式沉沙池工作段底坡一般取工作段冲沙流速不宜小于排沙道底坡应大于沉沙池工作段底坡以确保冲排沙效果水利工程定期冲洗式沉沙池的溢流堰区纵向底坡宜大于工作段前段底坡但不得大于排沙道底坡根据地形条件确定纵向底坡时还应重视与条渠沉沙池宽度间的协调由于条渠沉沙池是人工控制的宽浅渠道如果纵向底坡选择太小宽度太大则会形成水流刚进入条渠即大量落淤影响进水反之如果纵向底坡选择太大宽度过窄则泥沙淤积甚少甚至发生冲刷水力冲洗式沉沙池冲洗计算定期冲洗式沉沙池淤积容积与冲洗周期成正比淤积容积选得小一些可减少沉沙池工程量但冲洗周期短对供水或发电可能造成不利影响冲洗周期长一些可能有利于供水或发电但沉沙池淤积容积相应增大增加了工程量因此应根据工程的具体情况进行技术经济比较确定合适的冲洗周期和淤积容积尺寸水利工程定期冲洗式沉沙池冲洗计算的目的是为给出冲洗流量和池室冲洗总历时以求合理地确定沉沙池布置运行设计和引渠设计流量结构设计不同类型的沉沙池其水工建筑物的形式亦有所不同对于各类建筑物的一般设计规定包括结构设计渠堤设计防渗排水设计和地基设计等应按现行有关规范执行本规范不再重复写入水力冲洗式沉沙池的布置受地质地形冲沙水头等条件的限制一般布置于沿河的一二级阶地因此有些工程应特别重视沉沙池底板抗浮稳定的验算条渠沉沙池应重视土渠边坡的稳定性沉沙池的纵横向沉陷缝的位置和分缝间距应据地基和结构条件确定本条不包括地下式沉沙池和条渠沉沙池应重视基础处理设计曾有沉沙池地基属软弱地层由于处理不当使沉沙池不能正常运行不得不重新进行改建禹门口沉沙池系建筑在液化地基上妥善地采用了桩基处理当沉沙池布置在山脚时应重视边墙外侧的排水设计防止山洪或出现泥石流而危及沉沙池安全Administrator线条运行设计沉沙池作为引水枢纽的组成部分其运行原则必须与枢纽运行协调一致在沉沙池各方案技术经济比较时应根据河流泥沙情况及枢纽布置拟定不同设计方案的沉沙池进行比较应满足其运用条件故选定方案时必须明确运用条件不同河流泥沙特性输沙量年际和年内分配不同设计在充分掌握各方面资料的前提下根据泥沙设计特征值及沉沙池冲洗方式提出冲洗的控制条件以指导沉沙池的实际运行定期冲洗式沉沙池包括冲洗时机冲洗方式及底孔排沙运行方式连续冲洗式沉沙池若不连续开启排沙落淤的泥沙将堵塞排沙廊道及进沙孔根据阳武河大禹渡等沉沙池冲洗运行经验沉沙池的沉沙容积刚淤满池内淤积物尚未固结及时打开冲沙闸进行冲洗可减少冲沙时间并节省冲洗用水量冲洗效果最佳沉沙条渠运用前期沉降率比较高一般在有的甚至达以上清水灌溉与适当含沙浓度保证支渠以上渠系不淤积的浑水灌溉相比一是不能肥田二是容易冲刷渠道故在沉沙池运用前期为使灌溉用水具有一定含沙浓度在调配用水时可调配部分流量经沉沙池处理部分流量直接送入输水渠清浑水掺合后进行灌溉清浑渗合流量比例可根据支渠冲淤平衡时的临界含沙量确定一般情况下沉沙池淤沙较粗不利于耕作沉沙淤积至设计淤积高程以下以下时应停止运行待汛期引入细颗粒泥沙覆盖可利于淤后耕种条渠沉沙池采用分期淤高轮换沉淤的方式可保证条渠的安全运用并可提高条渠的利用率高水高淤就是在汛期高水位时将河水引到枯低水位时不能沉沙的条渠使之淤得更高低水低淤就是在枯水季节将河水引到新低条渠沉沙原型观测和安全监测设计一般要求根据工程等级规模类型布置和水沙条件等有针对性地确定相应观测项目及其合理的布置按有关规范进行观测和资料整编从而达到以下主要目的掌握沉沙池施工和运行期建筑物沉降位移应力等情况当出现不正常情况时及时分析原因采取措施以保证工程正常运行掌握沉沙池运行过程中的水沙变化泥沙沉降率泥沙沉降标准以指导沉沙池合理运行积累资料提高管理和设计水平河道悬移质泥沙测验规范属国家标准为保证测验精度沉沙池工作段及引渠悬移质测验应执行该规范规定的方法和技术要求对过机泥沙取样方法有待进一步研究定期冲洗式沉沙池原型观测和监测定期冲洗式沉沙池的冲洗周期较短应选择入池流量和含沙量稳定的时期进行原型观测才能获取泥沙运行的可靠资料便于分析沉沙池运行过程中为掌握冲沙时机应在运行中进行监测所列主要观测项目系为掌握沉降运行及冲洗过程中的水力泥沙变化连续冲洗式沉沙池原型观测和监测排沙廊道出口取单样计算输沙率并作颗粒级配分析目的在于检验入池出池沙量是否平衡及排沙廊道输沙能力条渠沉沙池原型观测和监测打渔张条渠沉沙池长度为原型观测是根据条渠断面变化分别在进口出口和沿条渠布设个水力泥沙观测断面观测项目包括流量含沙量泥沙粒径水位淤积形态各观测断面的距离为不等在各水力泥沙观测断面间有测淤断面个监测水位和淤积形态观测过程中要避免入池含沙量变化掩盖沉沙池的实际沉降效率附录沉降计算方法水面线计算水面线计算宜从工作段末端算起水利工程定期冲洗式沉沙池尾部设有溢流堰区该区水流是相当复杂的三维流动为便于计算可近似取为水平水面线可从溢流堰区首端向上游逐断面推算一般水面线坡度甚缓计算时应注意有效取值位数恢复饱和系数恢复饱和系数随水力泥沙因素变化而变化变幅较大考虑到选用相似已建工程资料的困难性给出式和式计算式式一般适用于悬移质颗粒组成较细小于的水利工程沉沙池分组沉降率计算如我国黄河及长江中下游地区该式是根据山东打渔张窝头寺河南人民胜利渠山西阳武河和大禹渡沉沙池实测资料分析所得由长江中游的严家台丢丢垸放淤工程实测资料得到将黄河长江中下游各沉沙池实测资料仅按关系得到的点据虽有一定关系但按计算则更收敛式可供初步计算时之用式是根据四川渔子溪一级南桠河三级云南清水河电站沉沙池实测资料及水槽试验得到一般适用于我国西南地区悬移质颗粒组成较粗的水电站沉沙池分组沉降率计算摩阻流速亦可按下式计算式中糙率系数池段平均流速重力加速度池段平均过水断面水力半径淤积计算水利工程定期冲洗式沉沙池一般设有多池室淤积计算是分池室计算故工作流量为池室工作流量淤积体积为池室淤积体积在式中计算时段历时长的取值可据水沙条件和工作段长度确定入池含沙量大工作段短则的取值宜短反之则值宜长一般定期冲洗式沉沙池可取水利工程沉沙池一般呈三角洲淤积形态淤积过程中洲面由上游向下游逐渐推进前坡慢慢调平直到沉沙容积淤满各时段淤积厚度可从下游向上游逐断面按下面方法近似计算式是按溢流堰段首端的淤积厚度与第断面相同并假定淤积面为水平忽略楔体的影响第断面和第断面的时段游积厚度为第池段至第池段的上游断面淤积厚度为式中第断面即池段的下断面时段淤积厚度第断面时段淤积厚度池段即末池段平均淤积厚度池段的全沙沉降率池段的全沙沉降率第池段上断面下断面淤积厚度池室出池含沙量及其粒径超过泥沙沉降设计标准是对计算的池室而言实际上当三个或三个以上池室交替运行时两个或两个以上池室沉沙一个池室冲沙后投入沉沙的池室出池含沙量和允许粒径是不会超过设计标准的综合平均一般不超过泥沙沉降设计标准淤积计算略去了这些可能的安全因素条渠沉沙池备池段的时段淤积体积仍可采用附录中的式计算但计算时段长宜取天根据水沙条件和条渠沉沙池规模确定实际观测资料表明池末泥沙淤积面近于水平为便于计算设池段末池段的上下断面的淤积厚度相等近似按下式计算式中池段的淤积体积池段长度池段上断面下断面底宽池段上断面下断面边坡系数池段至池段的上游计算断面淤积厚度可从下向上按下式计算式中第池段上断面下断面淤积厚度第池段淤积体积第池段的上下断面边坡系数第池段的上下断面底宽附录水利工程定期冲洗式沉沙池冲洗计算模型试验原型观测和运行实践表明水利工程定期冲洗式沉沙池的冲洗过程可概化为泄空冲洗溯源冲洗和沿程冲洗三阶段对刚淤满的池室进行冲洗时首先关闭其进口闸门停止水流进入冲洗的池室并开启冲沙闸门进行泄空冲洗泄空冲洗阶段池末和池内尚未淤积密实的泥沙被泄空水流挟带出池直至水体泄空出露新的洲面此过程称泄空冲洗概化计算中忽略后坡洲面变化泄空冲洗的特点是时间短排出含沙量大当水位降到接近淤沙面时出池含沙量最大根据原型观测和模型试验泄空冲洗出池平均含沙量排出沙量可占淤积量参见表或者根据类同工程试验确定表沉沙池泄空冲洗排沙含沙量表沉沙池名称观测方式泄空平均单宽流量出池平均含沙量出池最大含沙量淤沙粒径大禹渡原型观测大禹渡原型观测阳武河原型观测禹门口模型试验禹门口模型试验禹门口模型试验禹门口模型试验为便于计算可近似取闸孔最大出流流量和最小流量的平均值作为平均泄空流量泄空冲洗结束后及时开启池室进口闸门引水入池进行溯源冲洗溯源冲洗沿着新的洲面从下游至上游的水面线出现明显折坡点水面有较大跌落折坡点上游后坡的水面比降小于池底比降远离折点的上游洲面变化较小折坡点下游坡陡流急发生强烈冲刷使折点位置不断向上游发展三角洲面徐徐降低以冲沙闸前池底为基点从下游向上游冲刷发展为特征使淤沙洲面不断切割调平至前后坡趋于一致即标志着由下而上的溯源冲洗转变为由上而下的沿程冲洗图为阳武河沉沙池原型观测冲洗变化过程据阳武河大禹渡沉沙池实测资料得到式中沿程冲洗阶段的冲洗效率低于前两阶段的冲洗效率沿程冲洗与溯源冲洗的划分位置可见附录中图图中坡线首端淤积厚度约为其起始淤积厚度并使计算块的冲洗出池平均含沙量大于沿程冲洗出池平均含沙量倍为宜当式不能满足时应改变工程布置调整值当池室较宽为提高沉沙和冲沙效率宜在池室内分隔成若干个池厢因池厢间的隔墙低于正常水位泄空冲洗按池室一次泄空计算溯源冲洗和沿程冲洗按逐厢集中冲洗进行计算池厢内溯源冲洗的各冲洗块体单宽平均输沙率可用式和式计算设有个池厢的池室溯源冲洗历时可按下式计算式中池厢集中冲洗流量单室池厢数池厢内沿程冲洗平均含沙量可用式计算设有个池厢的池室沿程冲洗历时可按下式计算式中单厢沿程冲洗排沙体积每池室冲洗总历时可据池厢数参照式计算并应满足式要求