水利水電工程中, 利用沉沙池對含沙水流進(jìn)行泥沙處理是一條行之有效的措施, 且應用十分廣泛。水流進(jìn)入沉沙池后, 過(guò)水斷面增大, 水深加大, 水流流速減小, 水流挾沙能力降低, 從而將泥沙沉降在沉沙池內。
為提高泥沙的沉降效率, 就應使沉沙池內的水流流場(chǎng)分布有利于泥沙的沉降。目前主要是在沉沙池飲水渠與工作段之間設置過(guò)渡段對水流進(jìn)行調節, 使沉沙池內水流流場(chǎng)分布均勻。理論上講, 過(guò)渡段越長(cháng), 進(jìn)入工作段的水流流場(chǎng)分布越均勻, 但在沉沙池長(cháng)度一定的條件下, 增加過(guò)渡段的長(cháng)度將會(huì )相應減小工作段的長(cháng)度, 縮短了泥沙在池內停留時(shí)間,這樣反而達不到提高泥沙沉降率的目的。
傳統沉沙池中, 經(jīng)過(guò)渡段調節后進(jìn)入工作段的水流紊動(dòng)仍比較劇烈, 流場(chǎng)分布不均勻, 為改善入池水流條件, 對傳統沉沙池進(jìn)行了改進(jìn), 在沉沙池首部加設調流板來(lái)對入池水流進(jìn)行調節, 調流板對水流調節平面示意圖如圖所示。從設計原理上分析, 調流板的作用是消能和對水流流場(chǎng)進(jìn)行調節。經(jīng)過(guò)渡段調節后進(jìn)入工作段的水流紊動(dòng)仍比較劇烈, 具有較大的動(dòng)能, 調流板將對這種具有較大動(dòng)能和紊動(dòng)強度的水流產(chǎn)生攔截作用, 減緩其運動(dòng)趨勢, 迫使其動(dòng)能和紊動(dòng)強度都有所降低, 并對水流流場(chǎng)進(jìn)行調節, 使調節后的流場(chǎng)分布更利于泥沙的沉降。在沉沙池工作段首部設置調流板后, 來(lái)流主流將直接頂沖在調流板上, 調流板將迫使其主流向兩側橫向擴散, 甚至向底部擴散, 使水流得到較充分擴散。當主流頂沖調流板時(shí), 主流流速符合明渠水流底部流速小、上部流速大的特點(diǎn), 為使調流板能對來(lái)流的這種流速分布進(jìn)行調節, 經(jīng)過(guò)水力學(xué)分析, 認識到可在調流板上布設不同孔徑的孔洞作為出水口, 來(lái)調節水流沿橫向和垂向的分布, 使調節后的水流流場(chǎng)分布更利于泥沙的沉降
