湘江筑壩后長沙高排系統(tǒng)淹沒出流管涵泥砂沉降特性研究.pdf

1、作為城市重要的基礎設施，排水系統(tǒng)在長期的運行過程中起到重要作用，但排水管道內沉積物的不斷淤積會減少水力斷面面積，增加輸送阻力，從而大大降低管道過流能力。當沉積物淤積到一定程度會使排水管道堵塞，影響城市排水管道系統(tǒng)的運行和調控。
　　本研究以長沙市南湖路高排管涵作為研究對象，現(xiàn)狀4m×3m管涵沿書院路和水廠路敷設，負責收集南郊公園片區(qū)的高區(qū)雨水。湘江筑壩后，該高排管涵出江口常水位抬高，由原有的自由出流變?yōu)檠蜎]出流，容易造成管涵淤積，

2、在遭遇較大雨量時，管涵內雨水有可能溢出地面，造成經(jīng)濟損失。為解決上述問題，本研究首先運用泥沙運動中的沉積理論公式和Ackers-White公式計算出管道的起動流速、揚動流速、止動流速及臨界不淤流速，通過分析和比較確定了排水管道自清流速，并計算出本研究高排管涵少量淤積情況下的自清流速。利用計算流體力學(CFD)商用軟件 FLUENT作為仿真計算平臺，對高排系統(tǒng)淹沒出流管涵的泥砂沉降規(guī)律進行了模擬，結果表明：根據(jù)大雨、中雨、小雨三種工況所做

3、的縱向對比可知，平均降雨強度對以0.1mm顆粒代表的泥相懸浮物沉積影響微小，但是對以1.0mm顆粒代表的砂相顆粒沉積相影響較大，且隨著平均降雨強度的減少，管涵內達到自清流速時管底的沉積物逐漸增加。通過模擬的結果，對三種工況下的泥相和砂相的沉積厚度加以累加計算，得到不同降雨強度下，單位降雨量的泥砂沉積厚度，并綜合現(xiàn)有長沙多年降雨資料，對不同季節(jié)泥砂沉積厚度進行累加，最終確定管涵的清淤周期。根據(jù)現(xiàn)有國內外清淤技術的綜合比較，再結合長沙市現(xiàn)有