湘江筑壩后長(zhǎng)沙高排系統(tǒng)淹沒(méi)出流管涵泥砂沉降特性研究.pdf

1、作為城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施，排水系統(tǒng)在長(zhǎng)期的運(yùn)行過(guò)程中起到重要作用，但排水管道內(nèi)沉積物的不斷淤積會(huì)減少水力斷面面積，增加輸送阻力，從而大大降低管道過(guò)流能力。當(dāng)沉積物淤積到一定程度會(huì)使排水管道堵塞，影響城市排水管道系統(tǒng)的運(yùn)行和調(diào)控。
　　本研究以長(zhǎng)沙市南湖路高排管涵作為研究對(duì)象，現(xiàn)狀4m×3m管涵沿書(shū)院路和水廠路敷設(shè)，負(fù)責(zé)收集南郊公園片區(qū)的高區(qū)雨水。湘江筑壩后，該高排管涵出江口常水位抬高，由原有的自由出流變?yōu)檠蜎](méi)出流，容易造成管涵淤積，

2、在遭遇較大雨量時(shí)，管涵內(nèi)雨水有可能溢出地面，造成經(jīng)濟(jì)損失。為解決上述問(wèn)題，本研究首先運(yùn)用泥沙運(yùn)動(dòng)中的沉積理論公式和Ackers-White公式計(jì)算出管道的起動(dòng)流速、揚(yáng)動(dòng)流速、止動(dòng)流速及臨界不淤流速，通過(guò)分析和比較確定了排水管道自清流速，并計(jì)算出本研究高排管涵少量淤積情況下的自清流速。利用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)商用軟件 FLUENT作為仿真計(jì)算平臺(tái)，對(duì)高排系統(tǒng)淹沒(méi)出流管涵的泥砂沉降規(guī)律進(jìn)行了模擬，結(jié)果表明：根據(jù)大雨、中雨、小雨三種工況所做

3、的縱向?qū)Ρ瓤芍骄涤陱?qiáng)度對(duì)以0.1mm顆粒代表的泥相懸浮物沉積影響微小，但是對(duì)以1.0mm顆粒代表的砂相顆粒沉積相影響較大，且隨著平均降雨強(qiáng)度的減少，管涵內(nèi)達(dá)到自清流速時(shí)管底的沉積物逐漸增加。通過(guò)模擬的結(jié)果，對(duì)三種工況下的泥相和砂相的沉積厚度加以累加計(jì)算，得到不同降雨強(qiáng)度下，單位降雨量的泥砂沉積厚度，并綜合現(xiàn)有長(zhǎng)沙多年降雨資料，對(duì)不同季節(jié)泥砂沉積厚度進(jìn)行累加，最終確定管涵的清淤周期。根據(jù)現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外清淤技術(shù)的綜合比較，再結(jié)合長(zhǎng)沙市現(xiàn)有