出水口位置對(duì)異重流特性及泥沙分布的影響.pdf

1、地下水資源的匱乏導(dǎo)致水庫(kù)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(qiáng)降雨會(huì)造成高泥沙含量和高污染負(fù)荷暴雨徑流進(jìn)入水庫(kù)，在一定條件下形成異重流。深水型水庫(kù)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(kù)，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(duì)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(dāng)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(kù)底38.5cm、18cm、4cm時(shí)，入流泥沙粒徑0.01mm和0.05mm條件下異重流運(yùn)動(dòng)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(qiáng)、弱分層水體中，異重流均表現(xiàn)為間層流；當(dāng)入流泥沙濃度相同時(shí)，出水口分別位于上、中、下層，異重流厚度、分離點(diǎn)深度、水躍高度和行進(jìn)時(shí)間等參數(shù)數(shù)值相近；在入流泥沙濃度固定的條件下，當(dāng)出水口位于上層時(shí)，異重流以間層流形式

3、直接水平流出庫(kù)外，間層流厚度基本沿程不變；當(dāng)出水口位于中下層時(shí)，間層流運(yùn)動(dòng)至出水口斷面后會(huì)卷吸周圍清水，引起間層流厚度局部增加。
　　對(duì)比分析了強(qiáng)、弱分層條件下泥沙濃度和水溫分布情況，當(dāng)入流泥沙濃度確定時(shí)，如出水口位于上層，躍溫層不會(huì)發(fā)生下潛現(xiàn)象；如出水口位于中、下層，躍溫層會(huì)發(fā)生下潛現(xiàn)象，并且出水口位于下層時(shí)下潛最嚴(yán)重；在其他條件相同時(shí)，躍溫層下潛在弱分層水體中更為嚴(yán)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(duì)于上層出水口，入流泥沙濃度1.25g/L時(shí)的排沙比大于3.75g/L時(shí)的對(duì)應(yīng)值；對(duì)于中層出口，入流泥沙濃度1.25g/L與3.75g/L時(shí)的排沙比相差不大；對(duì)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(shí)的排沙比大于中、下層對(duì)應(yīng)值；如入流泥沙濃度較大，中層出水口時(shí)的排沙比大于上、下層出水口對(duì)應(yīng)值。
　　在強(qiáng)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