[发明专利]一种基于长距离输水工程分汊口处泥沙淤积的防控方法

说明书

本发明提供一种基于长距离输水工程分汊口处泥沙淤积的防控方法，包括以下步骤：步骤1确定模拟河段的基本尺寸及工况；步骤2确定分汊口处建筑物的形态及尺寸；步骤3对模拟河段的工况进行基于ANSYS‑fluent软件的二维数值模拟；步骤4对模拟河段根据分汊口处建筑物的不同情况分别进行Fluent软件流体仿真模拟；步骤5对Fluent软件流体仿真模拟所得流线图进行分析；步骤6由对Fluent软件流体仿真模拟所得流线图进行分析的结果得出结论。实验结果表明，在分汊口附近合理位置设置弧形翼墙，对分汊口附近流场分布改变明显，增大分汊口附近流速，从而达到缓解泥沙淤积；在分汊口附近相同位置设置弧形翼墙，当干渠与侧渠夹角改变时，对分汊口附近流场变化影响不明显。

技术领域

本发明涉及跨流域输水工程中分汊口处泥沙防控领域，具体涉及一种基于长距离输水工程分汊口处泥沙淤积的防控方法。

背景技术

目前区域性缺水十分严重，特别是随着城市规模的发展，城市需水量愈来愈大，全国缺水城市愈来愈多，缺水量也逐渐加大。据统计，在我国600多个城市中，目前有400多个城市供水不足，其中严重缺水的城市有110个，城市年缺水总量达60亿立方米，同样农田灌溉缺水量也十分严峻。而这种缺水现象在我国北方地区显得尤为突出。为解决用水之急，保证地区持续发展，使得调水工程成为必然。其中在北方地区已经修建了较多的调水工程，用于城市生活用水或农田灌溉用水。但北方地区河道湖泊由于历史地理因素，造成河道或湖泊含沙量都较高，因此北方调水工程中存在一个严重的问题就是河道泥沙淤积，泥沙淤积大大降低了河道本身的输水效率。而在北方大中型调水工程中，沿线都会设置较多的分、退水口门，而在沿线的口门中存在部分分、退水侧渠只有在特殊条件下才会起到分退水作用。当携带泥沙等淤积物的水流达这些不分水、退水口门时，因河道变宽、流速降低，导致在分退水口门附近存在泥沙等杂物淤积，随着淤积物的不断累积，当出现特殊条件需要开启这些分退水侧渠时，这些泥沙淤积会严重影响侧渠分流量。因此解决分退水口门淤积是一个亟待解决的问题。

目前调水工程中，泥沙淤积的解决办法有三种：第一种方法是通过在断面尺寸、坡度、分水口、退水口与干渠夹角等环节上合理设计达到减少泥沙淤积；第二种方法是在运行过程中通过适当调整河道流量，通过河道冲刷作用，减少河底泥沙淤积；第三种是在河道形成淤积后对河道进行人工或机械清淤。

发明内容

本申请旨在提出一种基于长距离输水工程分汊口处泥沙淤积的防控方法，该方法可为大型跨流域调水工程改善分汊口处泥沙淤积提供技术支撑。

本发明过在分汊口处设置水工导流建筑物，通过改变该地区水流流态，达到缓解泥沙淤积现状。通过优化建筑物体型及位置达到最好的缓解泥沙淤积深度。为缓解分汊口附近淤积问题，保证在特殊条件下这些分、退水门口可以正常运行，提供一种新的解决办法。

一种基于长距离输水工程分汊口处泥沙淤积的防控方法，包括以下步骤：

步骤1确定模拟河段的基本尺寸及工况；

步骤2确定分汊口处建筑物的形态及尺寸；

步骤3对模拟河段的工况进行基于ANSYS-fluent软件的二维数值模拟；

步骤4对模拟河段根据分汊口处建筑物的不同情况分别进行Fluent软件流体仿真模拟；

步骤5对Fluent软件流体仿真模拟所得流线图进行分析；

步骤6由对Fluent软件流体仿真模拟所得流线图进行分析的结果得出结论。

优选的，

所述步骤1中的模拟河段的基本尺寸包括干渠及分水渠道的形状、干渠底宽、分水侧渠底宽、侧渠与干渠纵轴线夹角、底坡、糙率；

所述步骤1中的工况包括干渠来流量、流速。

优选的，所述步骤2中的确定分汊口处建筑物的形态及尺寸的过程为：