引黄入冀补淀工程沉沙池运行方式的优化研究

作     者：刘清燕 

作者单位：华北水利水电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：严军

授予年度：2021年

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：沉沙池 泥沙淤积 水沙组合 引水时机 单渠 

摘      要：黄河下游沙量较多,含沙量较高。随着引水运行及沉沙池的淤积,沉沙池过流能力降低,沉沙效果减弱,不利于引黄入冀补淀工程实施调水任务,需要采取有效措施,改善现有引水困难、沉沙效果差的现状。本文以引黄入冀补淀工程沉沙池为研究对象,通过对引黄口供水能力以及受水区需水量的分析得到供需关系,以此确定不同方案下的水沙组合以及引水时机,并采用Mike21软件进行模拟计算,通过对比各个方案的沉沙池流场分布、含沙量变化以及泥沙淤积规律等特征,分析不同方案的沉沙池的沉沙效果,提出合理的优化方案,为沉沙池的运行方式提供科学依据。对本文的主要研究成果总结为以下几点:1)随着沉沙池运行时间的增加,条渠内呈现不同程度的淤积。泥沙主要在中上游落淤,最大淤积厚度约为3.5 m,左侧淤积程度较轻。在2019年实际引水引沙条件下,沉沙池1#条渠全年淤积量约为332万m,单条渠使用年限不足1年;2)根据供水区和受水区的供需水分析,确定丰水年、平水年和枯水年的水沙组合以及引水时机。单渠运行时,丰水年和枯水年的泥沙淤积量在出口高水位运行(方案一)分别比在出口低水位运行(方案三)时增加了18万m和15万m,且在出口低水位运行时,丰水年和枯水年的淤积分布得到改善;双渠运行时,丰水年和枯水年的泥沙淤积量在出口高水位运行(方案一)比在出口低水位运行(方案三)均增加19万m;3)确定最优运行方案,即丰水年、平水年和枯水年在不同来水来沙以及引水时机等条件下,均建议采用沉沙池单渠运行的方式;在设计方案范围内,降低出口运行水位,可以提高沉沙效果。