自激吸气式脉冲射流装置在多泥沙深水水库的应用研究探讨.doc

自激吸气式脉冲射流装置在多泥沙深水水库的应用研究探讨 作者：王松林 高传昌 王玉川 ［摘要］异重流排沙一般仅在调水调沙后期采用，只能将运行至坝前的部分细粒径泥沙排出; 射流清淤技术在浅水中进行局部的采砂、清淤有广泛的应用，二者在深水泥沙处理上均存在一定的局限性。为此，结合异重流产生和运动的特点，提出利用自激吸气式脉冲射流装置制造人工异重流进行冲驱泥沙的新方法。研究并探讨了技术的可行性及影响因素，以及清淤河段的选择，对脉冲射流的冲沙速度等技术参数进行了论证，以求解决深水条件下大面积、长距离的大量排沙清淤的技术难题。 ［关键词］自激吸气式; 脉冲射流; 人工异重流; 输沙; 淤积 ［中图分类号］ TV145 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1006-7175(2013) 11-0052-04 Self-excited Air-breathing Pulse Jet Device in More Deepwater Reservoir Silt Applied Research WANG Song-lin1，GAO Chuan-chang1，WANG Yu-chuan2 Abstract: Density disilting generally only used in the water and sediment regulation later，Can only be run to dam the part before the fine grain size of sediment; Jet dredging technology in shallow water for local sand，silt is widely used，two in certain limitations of deepwater sediment treatment are. Therefore，combined with the characteristics of density current generation and movement，the pulse jet device for producing artificial density current new method of scouring sediment by self suction. Research and discuss the feasibility and influence factors of technology，as well as the choice of the dredging of river，The pulse jet flushing speed technology parameters are discussed，in order to solve the Deepwater conditions of large area，long distance，large desilting at technical problem. Key words: self aspirated; pulsed jet; artificial density current; sediment; siltation 0 研究背景 面对水库泥沙处理这一世界难题，主要通过水库联合调度、泥沙扰动等手段，采用异重流排沙方式进行处理。20 世纪70 年代左右，我国水利工作者已在陕西黑松林水库、辽宁红山水库和山西小河口水库等水库中运用异重流将库中的泥沙排出，取得了良好的效果。据统计，按水库中形成的异重流排沙方式，中小型水库排沙比可达60%，最高达80%以上［1］。小浪底水库的调水调沙实践［2］证明，异重流在水库形成后，可以在水下长距离运行，直到排出库外，达到排沙清淤的效果。南非Welbedacht水库、美国Lake Mead 水库、Elephant Butte 水库等都有利用天然泥沙产生异重流输沙成功的经验［1］。 异重流排沙一般仅在调水调沙后期采用，且只能将运行至坝前的部分细粒径泥沙排出，存在一定的局限性。针对异重流产生和运动的特点，能否利用自激吸气式脉冲射流装置冲击库底泥沙产生人工异重流，以解决水库淤积问题，目前在国内外仍然是个空白，但国内外学者对利用射流冲刷水下淤积物进行了研究与应用。1945年，美国格劳公司［4］利用射流泵增加挖泥船离心式泥泵的吸柱，在南部各州中开挖砂石河床。1969 年，I ·让德(I·Zandi) ［5］设计了一套从海底取沙的射流泵系统，对新泽西州的格德海滩进行整治。美国海军土木工程实验室(NCEL) 为解决军港淤积问题，曾进行了一系列射流清淤的室内和野外试验研究［6-7］。英国建造了射流式挖泥船，为北陆架石油开采、海港疏浚和采砂