引黃灌區(qū)泵站前池泥沙淤積模擬與防治措施研究.pdf

1、泵站是灌區(qū)發(fā)展的最主要建筑物，而進(jìn)水前池是泵站的重要組成部分，引導(dǎo)水流平穩(wěn)進(jìn)入泵站進(jìn)水池，保證水泵良好的進(jìn)水條件。對于引黃灌區(qū)，由于水源的泥沙含量大，灌區(qū)內(nèi)大多數(shù)泵站的進(jìn)水前池都存在一定的泥沙淤積問題，影響泵站的正常高效運(yùn)行。造成泵站前池泥沙淤積的原因除了水源泥沙含量高外，主要還受前池水流流態(tài)的的影響，水流進(jìn)入前池后，可能出現(xiàn)偏斜、脫壁等不良流態(tài)，引起前池內(nèi)漩渦、回流及低流速區(qū)的產(chǎn)生，導(dǎo)致泥沙的沉淀淤積，進(jìn)而又加劇前池水流流態(tài)的惡化。因

2、此，開展泵站前池流態(tài)及改善措施的研究，對減少多泥沙河流泵站泥沙淤積，提泵站高運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)效益都具有重要的意義?！案拭C省景泰川電力提灌工程灌區(qū)”（簡稱“景電灌區(qū)”）是位于我國西北干旱區(qū)的大型引黃灌區(qū)，本文以灌區(qū)內(nèi)大型揚(yáng)水泵站為研究對象，采取現(xiàn)場調(diào)查和勘測的方法獲取了灌區(qū)內(nèi)泵站前池泥沙淤積現(xiàn)狀，依據(jù)泥沙淤積基本理論初步分析了前池泥沙淤積成因。通過選取泥沙淤積明顯且淤積形態(tài)典型的泵站前池作為代表，利用ICEM-CFD軟件構(gòu)建原型前池結(jié)構(gòu)三維

3、模型，并進(jìn)行非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分，采用FLUENT軟件基于Standard k-ε湍流模型對前池流態(tài)進(jìn)行了模擬分析，探索了泵站前池泥沙淤積機(jī)理，并將數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)場調(diào)查分析結(jié)果進(jìn)行比對驗(yàn)證，確定了數(shù)值模擬的合理性與可靠性。針對直邊正向前池和曲邊正向前池提出了相應(yīng)的前池泥沙淤積防治優(yōu)化措施，并利用數(shù)值模擬方法分析了不同措施的實(shí)施效果。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴引黃灌區(qū)，大型泵站正向進(jìn)水前池（直邊型和曲邊型）泥沙淤積問題最為嚴(yán)重，最大

4、淤積范圍占前池容積的近1/2，曲邊正向前池依據(jù)直邊正向前池常年淤積形態(tài)優(yōu)化而成，但其實(shí)施效果差，對前池泥沙淤積問題的改善不明顯；側(cè)向進(jìn)水前池泥沙淤積主要分布在外壁中后部，淤積程度相對較弱。⑵通過典型泵站前池的數(shù)值分析，正向進(jìn)水前池內(nèi)嚴(yán)重的主流效應(yīng)是造成前池泥沙淤積問題突出的主要原因，水流平面和立面擴(kuò)散效果差，引起前池內(nèi)旋渦回流和低速區(qū)等不良流態(tài)的產(chǎn)生，水流挾沙能力下降；側(cè)向進(jìn)水前池由于水流進(jìn)入前池后與外壁發(fā)生脫離，外壁中后部形成低速回流