有压输水管道内泥沙淤积形态及水力特性研究

作     者：白妍丽 许哲 杨宁 蒋小鹏 陶然 南军虎 

作者机构：甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司 庆阳市盐环定扬黄续建工程建设管理局 兰州理工大学能源与动力工程学院 

出 版 物：《人民长江》 (Yangtze River)

年 卷 期：2024年

学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 081502[工学-水力学及河流动力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52069011) 

主　　题：有压管道 数值模拟 模型试验 泥沙淤积特性 水力特性 

摘      要：为探究有压管道中泥沙淤积特性和泥沙的引入对管道水力参数的影响，以基于典型输水工程的管道模型为例，采用以数值模拟为主的方法，结合试验观测开展研究。结果表明：模拟所用数学模型在计算结果上与模型试验观测数据及理论计算值基本一致，具有良好的适宜性；管道上升段底部泥沙在大流量下呈集中堆积分布，小流量下呈间断式分布。管道下降段底部泥沙在小流量、小坡度时出现间断分布特征，流量和坡度增大后呈带状分布。泥沙通过上升段之前，下降段小坡度泥沙淤积量与流量成反比，下降段大坡度和水平段泥沙淤积量与流量成正比；管道中泥沙的临界不淤流速与泥沙粒径成正比；管道上下游水位差在引入泥沙后增大，幅度在（0.43～2.27）cm之间；管道断面流速在引入泥沙后略微减小，最大减小0.045m/s，且泥沙进入管道会使断面峰值流速上移；各断面压强在清水和水沙条件下基本不变，最大仅相差0.46%，流量增大8m3/h时，断面压强最大增幅为6.54%。