出水口位置對異重流特性及泥沙分布的影響.pdf

1、地下水資源的匱乏導致水庫逐漸成為城市用水的主要水源。夏季暴雨及冬季寒流引發(fā)的強降雨會造成高泥沙含量和高污染負荷暴雨徑流進入水庫，在一定條件下形成異重流。深水型水庫易于夏季形成正向水溫分層。本文利用自制的分層模型水庫，開展了不同入流泥沙粒徑、入流泥沙濃度和出水口位置條件下的異重流中試研究，主要研究出水口位置對異重流泥沙分布、特性參數(shù)和排沙比的影響。主要研究成果如下：
　　在弱分層水體中，固定入流流量0.324m3/h，當入流泥沙濃度

2、分別為1.25g/L、3.75g/L、7.5g/L，出水口位置分別距庫底38.5cm、18cm、4cm時，入流泥沙粒徑0.01mm和0.05mm條件下異重流運動特性類似，泥沙濃度分布、排沙比以及特性參數(shù)差異較小。
　　在強、弱分層水體中，異重流均表現(xiàn)為間層流；當入流泥沙濃度相同時，出水口分別位于上、中、下層，異重流厚度、分離點深度、水躍高度和行進時間等參數(shù)數(shù)值相近；在入流泥沙濃度固定的條件下，當出水口位于上層時，異重流以間層流形式

3、直接水平流出庫外，間層流厚度基本沿程不變；當出水口位于中下層時，間層流運動至出水口斷面后會卷吸周圍清水，引起間層流厚度局部增加。
　　對比分析了強、弱分層條件下泥沙濃度和水溫分布情況，當入流泥沙濃度確定時，如出水口位于上層，躍溫層不會發(fā)生下潛現(xiàn)象；如出水口位于中、下層，躍溫層會發(fā)生下潛現(xiàn)象，并且出水口位于下層時下潛最嚴重；在其他條件相同時，躍溫層下潛在弱分層水體中更為嚴重。
　　在弱分層水體中，異重流排沙比受出水口位置和入流

4、泥沙濃度共同影響。對于上層出水口，入流泥沙濃度1.25g/L時的排沙比大于3.75g/L時的對應值；對于中層出口，入流泥沙濃度1.25g/L與3.75g/L時的排沙比相差不大；對于下層出水口，排沙比變化特性與上層出水口相反。如入流泥沙濃度較小，上層出水口時的排沙比大于中、下層對應值；如入流泥沙濃度較大，中層出水口時的排沙比大于上、下層出水口對應值。
　　在強分層水體中，如出水口位置確定，則入流泥沙濃度基本不影響異重流排沙比；如入流