水利工程沉沙池泥沙沉降计算方法分析与验证
沉淀池中淤泥深度和水位测量方法的研究
ｏｎｌｙ ｎｅｅｄ ｍｅａｓｕｒｅ ａ ｆｅｗ ｐｏｉｎｔｓ ｗｈｅｎ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ，
ａＩｌｄ ｗｅ
ｃａｎ
ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｓｉｌｔ ｄｅｐｔ ｏｆ ｗｈｏｌｅ ｐ００１ ａｔ ａｎｙ ｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｏｆ ｃｕｒｖｅ
ｐｕ叩ｏｓｅ ｏｆ ｉｎｌｐｒ０Ｖｉｎｇ
ｔｈｅ ｅ伍ｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｄｅｓｉｌｔｉｎｇ．ＴＩｌｉｓ ｔｏｐｉｃ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｏｆ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｅｔａｉｌｅｄ，ａｎｄ ｄｅｒｉｖｅｄ ｔｈｅ ｃｕⅣｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｓｉｌｔ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｆＩａｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｂａＳｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｄｅａｌｉｚｅｄ ｍｏｄｅｌ
ａＩｌｄ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｕｌｔｒａＳｏｎｉｃ．
Ｔｈｉｓ ｔｈｅｓｉｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ，ｗｈｏｅｓ
ｃｏｒｅ
ｉｓ ｔｈｅ
ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ．Ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｃｌｕｄｅｄ ｓｉｌｔ ｄ印ｔｈ ｍｅａｓ皿ｎｇ ｓｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｌｅＶｅｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｓｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｙ ａｌｌ ｉｎｃｌｕｄｅｄ ｕｌｔｒａｓｏｕＩｌｄ ｔｒｉｍｓｍｉｔｔｅｒ＇ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｒｅｃｅｉＶｅｒ，ｃｏｎｔｒｏｌｉｎｇ
本课题的研究将会有助于沉淀池中淤泥深度和水位的监测，从而提高工作效率。
关键词：淤泥深度；水位；沉淀池；超声波
水库泥沙计算报告
水库泥沙计算报告1. 背景介绍水库是人类为了调节水文环境和实现水资源综合利用而建造的重要水利工程。
在水库运行过程中，泥沙的沉积和淤积是一个普遍存在的问题，会对水库的正常运行产生不利影响。
因此，对水库中的泥沙进行计算和分析是非常重要的。
2. 数据收集首先，我们需要收集水库的相关数据。
这些数据包括水库的容积、入库河流的径流量、泥沙含量以及其他相关的水文和地理数据。
这些数据可以通过水利部门、气象部门、地质部门等渠道获取。
3. 数据预处理在收集到数据后，我们需要对数据进行预处理，以便后续的计算和分析。
预处理包括数据清洗、数据格式转换、数据归一化等步骤。
通过预处理，我们可以得到规范化的数据，便于后续的计算和分析。
4. 泥沙输移计算模型建立在进行泥沙计算之前，我们需要建立一个合适的泥沙输移计算模型。
泥沙输移模型是描述泥沙在水库中输移过程的数学模型，可以根据水库的特点和泥沙的性质选择合适的模型。
常用的泥沙输移模型包括Euler-Lagrange模型、Euler-Euler模型等。
5. 泥沙计算有了泥沙输移模型后，我们可以进行泥沙计算。
泥沙计算主要包括泥沙的输入计算和泥沙的输出计算两个方面。
5.1 泥沙输入计算泥沙的输入计算是指计算进入水库的泥沙量。
这包括从入库河流输入的泥沙量以及其他来源的泥沙量。
我们可以根据收集到的数据和泥沙输移模型，计算出进入水库的泥沙量。
5.2 泥沙输出计算泥沙的输出计算是指计算从水库中输出的泥沙量。
这包括水库下泄的泥沙量以及其他出口的泥沙量。
同样，我们可以根据收集到的数据和泥沙输移模型，计算出输出的泥沙量。
6. 泥沙沉积分析通过泥沙计算，我们可以得到水库中的泥沙量变化情况。
进一步分析泥沙的沉积情况，可以帮助我们评估水库的泥沙淤积程度，制定相应的清淤方案。
7. 结论通过以上的步骤，我们可以得到水库泥沙计算报告。
该报告包括水库的泥沙输入和输出计算结果，以及泥沙沉积情况的分析。
这些结果可以为水利部门和水库管理者提供决策依据，以保证水库的正常运行和水资源的合理利用。
用超饱和输沙法计算沉沙池泥沙沉降率的验证
用超饱和输沙法计算沉沙池泥沙沉降率的验证
杨晋营;王仁龙;田冬仙
【期刊名称】《山西水利科技》
【年(卷),期】1994(000)002
【摘要】泥沙沉降计算直接影响着沉沙池的设计，欲使设计成果与实际运行结果相符，重要的是选择沉沙池泥沙沉降计算方法。
一度流超饱和输沙法是沉沙池设计中较常用的一种计算方法，用打渔张第五条渠、大禹渡平流型定期冲洗式沉沙池实测资料，对一度流超饱和输沙法进行验证，验证结果证明，一度流超饱和输沙法计算公式结构基本正确。
只要α值选择合理，定能计算出比较符合实际的结果。
用实到来料进行α值的回归分析，得到α值的经验公式，经验证计算，证明α的经验公式是比较正确的。
建议在沉沙池的泥沙沉降计算中采用一度流超饱和输沙法，α按回归得到的经验公式计算。
【总页数】6页(P18-23)
【作者】杨晋营;王仁龙;田冬仙
【作者单位】山西省水利勘测设计院
【正文语种】中文
【中图分类】TV142.1
【相关文献】
1.用超饱和输沙法计算沉沙池泥沙沉降率的验证及实际应用 [J], 王仁龙
2.一维超饱和输沙法恢复饱和系数的对比分析 [J], 吴均;刘焕芳;宗全利;汤骅
3.一维超饱和输沙法恢复饱和系数α的计算模型研究 [J], 史传文;罗全胜
4.沉沙池分时段法泥沙沉降率计算研究 [J], 洪振国
5.沉沙池超饱和输沙法恢复饱和系数研究 [J], 杨晋营
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
沉砂池计算
沉砂池计算
沉砂池的计算需要考虑以下几个因素：
1. 池体尺寸：沉砂池的长、宽、深度都会对其处理能力产生影响。
一般而言，沉砂池的长度应为进水流量V的5-10倍，宽度应为长度的2-3倍，深度一般为1.2-1.5m。
2. 进水流量：沉砂池的处理能力与进水流量有关，需要根据实际情况确定进水流量。
一般而言，沉砂池的处理能力为每小时进水量的0.5-1.0倍。
3. 沉淀时间：沉砂池中的沉淀时间是决定其处理效率的重要因素。
一般而言，沉淀时间应为进水流量的2-4倍。
4. 污泥排出方式：沉砂池中的污泥需要定期清理，清理方式有人工清理和机械排泥两种，需要根据实际情况选择。
综上所述，沉砂池的计算需要根据实际情况进行确定，常规的计算公式为：
1. 沉砂池处理能力=进水流量×沉淀时间×处理效率
2. 沉砂池总体积=进水流量×沉淀时间
3. 沉砂池池底积泥总量=污泥产生量×沉淀时间
需要注意的是，沉砂池的设计和施工应符合国家相关标准和规定。
水库泥沙冲淤分析计算
水库泥沙冲淤分析计算引言：水库是水资源调配、水能利用和洪水防治的重要工程，但是由于水库上游的河流携带大量的泥沙，常常造成水库的冲淤问题。
因此，对水库的泥沙冲淤进行分析和计算，对于合理设计水库以及有效防止泥沙淤积具有重要意义。
一、水库泥沙冲淤分析水库泥沙主要来自上游河流的冲刷、侵蚀和自然沉积等过程。
通过对上游河流的泥沙输沙率、输沙浓度、输沙密度等参数的测量和分析，可以预测水库的泥沙输入量。
2.泥沙输移分析：泥沙在水库中的输移过程是一个复杂的动力学过程。
通过建立泥沙输移模型，考虑水库的流动、湍流、沉积、悬移负荷等因素，可以分析泥沙在水库中的输移规律。
3.水库冲淤分析：水库的冲淤是指由于泥沙的淤积和冲刷作用，导致水库内部水深的变化。
通过对水库的水位和泥沙淤积的监测和分析，可以计算水库的冲淤量。
二、水库泥沙冲淤计算1.泥沙输入计算：根据上游河流的泥沙输沙率和水库上游面积，可以计算出每年输入水库的泥沙量。
泥沙输沙率的计算可以通过现场测量或者借助河流流量和泥沙浓度的关系公式进行计算。
2.泥沙输移计算：根据泥沙输移模型，考虑水库的流动特性、悬移负荷、沉积速率等因素，可以计算出泥沙在水库中的输移量。
输移过程可以采用数值模拟方法，结合实际数据进行计算和验证。
3.冲淤量计算：根据水库的水位和泥沙淤积的测量数据，可以计算出水库的冲淤量。
冲淤量可以通过净淤积量和淤积面积的乘积来计算，也可以通过冲淤前后水位和底床标高的差值来计算。
三、水库泥沙冲淤分析计算的应用水库泥沙冲淤分析计算在水库设计、建设和运营中具有重要的应用价值。
通过对泥沙输入和输移的分析，可以合理设计水库的泥沙过闸设施，有效控制泥沙的进入。
通过对冲淤量的计算，可以及时采取清淤措施，避免泥沙淤积对水库堆养生态环境和水能利用带来的影响。
结论：水库泥沙冲淤分析计算是水库设计和管理的重要内容，通过该分析和计算可以对水库的冲淤问题进行预测和控制，保证水库的正常运行和安全性。
沉砂池的计算
沉砂池的计算沉砂池是污水处理中的一道重要设施，其主要作用是通过重力分离的方式去除污水中的砂粒、砾石等无机颗粒物质，以保护后续处理构筑物和设备的正常运行。
沉砂池的设计计算需要考虑多个因素，包括污水流量、水质、颗粒物的特性、沉砂池的结构形式等。
一、设计参数的确定1.污水流量沉砂池的设计首先需要确定污水流量，即单位时间内需要处理的污水量。
污水流量可以通过实地测量或根据相关资料估算得出。
在设计时，需要考虑污水流量的变化范围，以确定沉砂池的处理能力。
2.水质沉砂池的设计还需要考虑污水的水质，包括悬浮物的浓度、颗粒物的粒径分布、有机物的含量等。
这些因素直接影响沉砂池的处理效果和结构形式。
3.颗粒物的特性沉砂池中需要去除的主要是无机颗粒物质，如砂粒、砾石等。
这些颗粒物的密度、粒径、形状等特性对沉砂池的设计有很大影响。
例如，密度大的颗粒物容易沉降，而密度小的颗粒物则需要更长的沉降时间。
4.沉砂池的结构形式沉砂池有多种结构形式，包括平流式、竖流式、曝气式等。
不同结构形式的沉砂池在处理效果、占地面积、投资成本等方面有所不同，需要根据实际情况选择。
二、设计计算1.沉砂池容积的计算沉砂池的容积需要根据污水流量和沉降时间来确定。
沉降时间是指颗粒物在沉砂池中沉降所需的时间，一般根据颗粒物的特性和水质来确定。
容积计算公式为：V = Q × t其中，V为沉砂池容积，Q为污水流量，t为沉降时间。
2.沉砂池面积的计算沉砂池的面积需要根据容积和有效水深来确定。
有效水深是指沉砂池中水深的最大值，一般根据结构形式和水力条件来确定。
面积计算公式为：A = V / h其中，A为沉砂池面积，h为有效水深。
3.沉砂池长宽比的确定沉砂池的长宽比需要根据结构形式和水力条件来确定。
一般来说，平流式沉砂池的长宽比为3~5，竖流式沉砂池的长宽比为1~2。
长宽比的合理取值可以提高沉砂池的处理效果和水力稳定性。
4.沉砂池出水口高度的确定沉砂池的出水口高度需要根据沉降时间和有效水深来确定。
水库泥沙淤积计算
水库泥沙淤积计算水库泥沙淤积是水库运行过程中不可避免的问题，它严重影响着水库的储水能力和防洪能力，因此需要进行淤积计算和淤积处理。
水库泥沙淤积计算是指根据水库来水量、悬移质含量及水库设计参数，预测和评估水库内泥沙的变动情况。
本文将从计算方法、影响因素、淤积处理等方面进行分析。
一、计算方法水库泥沙淤积的计算方法有多种，其中包括定量法、定性法和统计法等。
定量法一般是根据水库来水量、泥沙含量及输沙通量对泥沙淤积量进行量化计算。
其中，泥沙输沙通量可以通过测量泥沙的入库量和出库量来获得，来水量可以通过水文站点或流量站点的数据进行获取，泥沙含量可以通过定期对水库内的泥沙含量进行取样分析得到。
定性法则是根据水库淤积的观测结果、工程经验和相关理论，对淤积量进行近似估计。
统计法则是通过对历史水文数据和泥沙数据进行分析，建立统计模型，从而预测未来的泥沙淤积情况。
二、影响因素水库泥沙淤积的程度和速度受到多种因素的影响，其中包括来水量、泥沙输沙通量、水库设计和操作措施等。
来水量是泥沙进入水库的主要因素，来水量的大小直接影响着泥沙的输送和淤积情况。
泥沙输沙通量则是衡量泥沙进出水库的动态平衡度的重要指标，输沙通量的变化趋势会直接影响水库中泥沙的淤积速度。
水库设计和操作措施则是通过控制水库进出口流量、泄洪策略等手段来减少泥沙的淤积，它们对水库淤积情况的影响不可忽视。
三、淤积处理对于水库泥沙淤积问题，可以采取一系列的淤积处理措施。
其中，清淤是最常见也是最直接的处理措施，通过清除水库沉积物来提高水库的容积和防洪能力。
清淤可以采用机械清淤、人工清淤、水力冲刷等方法，根据淤积量的不同和水库的实际情况选择合适的处理方法。
此外，还可以通过在水库入库口设置泥沙过滤设施、改变水库运行策略等手段来减少泥沙的进入和淤积。
总之，水库泥沙淤积计算是水库管理中的重要环节，它关系着水库的正常运行和防洪能力。
通过合理的计算方法和淤积管理措施，可以预测和控制水库的淤积情况，保证水库的稳定和安全运行。
沉沙池泥沙沉积规律分析及运用
沉沙池泥沙沉积规律分析及运用本文对引黄济青工程沉沙池泥沙沉积规律进行了研究分析，并将分析结果应用于沉沙池泥沙处理工作中。
这种泥沙处理方式对其他引黄工程沉沙池的运行具有一定的借鉴作用。
标签：沉沙池；沉积规律；分析；运用山东省引黄济青工程是为解决青岛市严重缺水而兴建的跨流域、远距离大型调水工程。
该工程从博兴县打渔张引黄闸引水，经输沙渠与沉沙池连接，使黄河水在沉沙池经过沉淀后以清水的形式进入输水河送至青岛市棘洪滩水库。
引黄济青沉沙池是整个工程的关键部位，对沉沙池泥沙沉积规律进行分析研究并应用于实践中，具有十分重要的意义。
1、沉沙池概况引黄济青工程沉沙池采用条渠形沉沙池。
设计总沉沙面积36k㎡，设9个条渠分期使用，每条使用4-5年，总共可用40年。
第一期修建2号沉沙池，为避免迁村困难，且有利于今后新村建设，2号沉沙池进口段进行调整，改由第一条渠进水。
第一期工程修建第二、第三两隔堤，长度分别为5930m与6530m。
为减轻与防止周边土地的洇碱，沿两条隔堤的外侧分别开挖截渗沟。
2、原设计沉沙池淤积形态2.1泥沙颗粒组成黄河泥沙中数粒径随补给来源不同而不同，汛期以流域产沙补给为主，颗粒较细，中数粒径为0.022-0.029mm；非汛期以沿程河床泥沙补给为主，颗粒较粗，中数粒径为0.03-0.036mm。
2.2设计含沙量引黄济青引水期（11月-翌年3月）设计平均含沙量为6.76kg/m3，控制引水含沙量不能大于30kg/m3。
2.3沉沙池淤积形态沉沙池第一年自流沉沙拦沙308万m3，第二至第四年扬水沉沙拦沙882万m3。
条渠淤积呈三角洲分布。
3、沉沙池运用情况3.1沉沙池泥沙分析每个引水年度结束后，在沉沙池上、中、下游取泥沙土样，分析淤积物颗粒组成。
经分析沉沙池泥沙中值粒径上游为0.032mm，中游为0.097mm，下游为0.0llmm。
基本符合设计规律。
3.2引水含沙量选取前两年运行资料分析，引水最大含沙量为27.05kg/m3，平均引水含沙量5.84kg/m3。
水利水电工程中的泥沙管理与治理
水利水电工程中的泥沙管理与治理泥沙是水利水电工程中常见的问题，对工程造成诸多影响。
因此，对泥沙进行管理和治理是非常重要的。
本论文将介绍泥沙的来源、对工程的影响以及针对泥沙进行管理和治理的方法。
一、泥沙的来源泥沙主要来自于河流、湖泊以及其他水体的水流中带来的沉积物质。
泥沙的来源包括自然因素和人为因素。
1. 自然因素：地壳运动、天气因素、岩石侵蚀等会导致地表的沉积物流入水体从而形成泥沙。
2. 人为因素：人类活动如土地开垦、采矿、建筑施工等会带来大量的土壤和砂石进入河流，增加泥沙的含量。
二、泥沙对工程的影响泥沙对水利水电工程造成的影响包括以下几个方面：1. 泥沙淤积：长期积累的泥沙会导致河道淤积，减小河道的断面，降低流量能力。
这会影响水能发电系统的正常运行。
2. 泥沙侵蚀：泥沙对河床、河岸和结构物的冲刷和侵蚀作用会导致工程设施损坏，增加维修和维护成本。
3. 泥沙输运：泥沙在水体中的输运会增加河流的水位和水动力压力，增加水利工程的设计和建设难度。
4. 沉积物混浊：大量的泥沙输送会使水体浑浊，影响水质，对水生态环境产生不利影响。
三、泥沙管理与治理的方法泥沙管理与治理旨在通过采取合适的措施减少泥沙的产生、输送和沉积，减轻其对工程的影响。
以下是几种常见的泥沙管理与治理方法：1. 河道整治：对河道进行清淤，增加断面宽度，减缓水流速度，以降低泥沙沉积速率。
可以采用机械清淤、人工清淤和生态清淤等方法。
2. 岸坡保护：采用适合的岸坡护坡工程，减少泥沙对河岸的冲刷和侵蚀。
常见的岸坡保护措施包括护岸砌石、种植植被等。
3. 河道拦沙工程：在河道重点段落设置拦沙堰或沉沙池，通过人工拦截泥沙，减少其输送到下游的数量。
这种方法需要定期维护和清理，以确保其正常运行。
4. 沉沙池设计：对于水利水电工程，可以在引水渠道、河流交汇处等设置沉沙池，使泥沙在此沉积，减少对下游设施的冲刷和淤积。
5. 水土保持与土壤改良：通过科学的水土保持措施，如梯田、林网等，减少土壤侵蚀，减少土壤的流失和水体中泥沙的输入。
水利工程沉沙池泥沙沉降计算方法分析与验证
中 图分 类号 ：Ｔ ６３ Ｖ ７
Ａｎａ ｙ ｉ ｎｄ Ｖｅ ｉ ｃ ｔｏ ｎ Ｓ ｄ ｍ ｅ ａ ｉ ｎ Ｃａ ｃ ａ ｉ ｎ ｏ ｔｌ ｓｎ ｌ ｓｓａ ｒ ｆ ａ ｉ ｎ ｉ ｅ ｉ ｎｔ ｔｏ ｌｕｌ ｔｏ ｆＳｅ ｔｉ Ｂａ ｉ ｉ ｎｇ
Ｗ ＡＮＧ ｎ—ｏ ｇ Ｒｅ ｌ ｎ
第３ ４卷第 ９期
２１ ０ ２年 ９月
人
民
黄
河
Ｖｏ ． ４ ． ． １ ３ ＮＯ ９ Ｓ ｐ ２ ２ ｅ ．， ０１
ＹＥＬＬＯＷ
ＲＩ ＶＥＲ
【 利 水 电工 程 】 水
水 利 工程 沉 沙 池泥 沙沉 降 计 算 方 法 分 析 与验 证
王仁 龙
（ 利 部 山西 水 利 水 电勘 测 设 计 研 究 院 ， 水 山西 太 原 ００ ２ ） ３ ０４
ｍｅｈ ｄ ． Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｔ ａ ｈ ａ ｃ ｌｔ ｄ ｓ ｄ ｍｅ ｔ ｔ ｎ ｒ ｔ ｉ ｈ ｕ ｓ— ｙ ｒ ｓａｉ ｅ ｔ ｍｅ ｔｍｅ ｈ ｄ ｃ ｍｐ ｒｎ ｔ ｈ ａ ｕ ｅ ｅ ｉ ｎ ｔ ｏ ｓ ｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｈ ｔｔ ｅ ｃ ｌ ｕ ａ ｅ ｅ ｉ ｎ ａ ｉ ａ ｅ ｖａ ｔ ｅ ｑ ａ ｉｈ ｄ ｏ ｔｔ ｓ ｔｌ ｎ ｔ ｏ ｏ ａ ｉ ｇｗｉ ｔ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｄ ｓ ｄ ｍｅ － ｓ ｏ ｃ ｅ ｈ
常 数 ， 沉 沙 池 中泥 沙 沿 垂 直 分 布 为 紊 流 且 为 不 均 匀流 ， 但 因此 该 法存 在 缺 陷 ； 度 流 超 饱 和 输 沙 法 考 虑 挟 沙 水 流 超 饱 和 一
和水流 向上紊流 的特点 ， 悬移质泥沙粒径按 大于或小于 Ｏ ２ １ 将 ．５ｍｎ 分别进行 计算 ， 其沉 降率计算值 与实际观测值非常接
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水利工程沉沙池泥沙沉降计算方法分析与验证【摘要】本文主要围绕着水利工程沉沙池泥沙沉降展开探讨，分析了沉沙池泥沙沉降的科学计算方法，论述了计算方法的具体流程，并进行了必要的验证，以期可以为沉沙池泥沙沉降的计算工作提供参考。
【关键词】水利工程；沉沙池；泥沙沉降；计算方法；验证一、前言目前，在水利工程的施工过程中，还有很多问题有待解决，其中，沉沙池泥沙沉降的计算方法就是一个必须要得到重视的问题，因此，分析沉沙池泥沙沉降计算方法非常有必要。
二、沉沙池概述沉沙池是一种沉降含沙水流中过多或有害泥沙，减轻供水淤积及水力机械磨损，满足供水要求的水工建筑物，被广泛应用于水电站、节水灌溉、城市供水、水环境治理等水利工程中。
含沙水流进入沉沙池后，过流断面扩大、流速显著降低、水流挟沙力迅速减小，使得水流中粗颗粒泥沙得到有效沉降，从而减小了出池含沙量。
目前，国内计算沉沙池泥沙沉降的方法主要有准静水沉降法、二维均匀流不平衡输沙法、一维超饱和输沙法等。
其中，一维超饱和输沙法不仅考虑了水流超饱和输沙的特点，而且计算方法简单，适用于我国多沙河流上沉沙池泥沙的沉降计算。
三、泥沙沉降特性分析以某沉沙池为例分析沉降特性，该沉沙池沿水流方向由平水整流段、工作段、溢流段、集水段和排沙道组成，其中工作段和溢流段的纵向长度合计为70m。
沉沙池设计有两种方案:①方案一，工作段横断面为矩形，池宽2m;②方案二，工作段横断面为倒梯形，底宽为1．7m，顶宽为2．7m，并且在溢流段加设侧堰。
两方案的断面结构见图1。
图1沉沙池结构(单位:mm)1、泥沙恢复饱和系数泥沙恢复饱和系数是一维超饱和输沙分析计算公式中的一个重要参数，其值直接影响着沉沙池泥沙沉降率的计算精度。
然而，不同研究人员所考虑的水沙条件不一致，得到的研究成果有较大差异韩其为从理论上研究了悬移质不平衡输沙的恢复饱和系数，推导了非均匀泥沙恢复饱和系数的计算式，认为不同粒径组的恢复饱和系数值不同;曹鉴湘根据沉沙池实测资料和水槽试验资料，得到了恢复饱和系数α=f(ω，U*)的关系式(U*为摩阻流速;ω为粒径组平均流速);黎运棻在理论分析的基础上，结合打渔张、人民胜利渠等沉沙池实测资料，建立了α=f(ω/U*，J)的关系(J为计算段水力坡度);张一新［10］根据打渔张沉沙池实测资料，采用多元回归分析法，推求了恢复饱和系数的经验公式α=(0．066+0．076lnH)(ω/U*)－0．46－0．036(H为水深)。
另外，有些研究人员认为，恢复饱和系数不仅与ω/U*和J有关，而且与含沙量有关。
鉴于泥沙恢复饱和系数计算公式的不确定性，笔者分析了泥沙恢复饱和系数与泥沙粒径及沉降时间的关系，得到如下结果。
(一)在整个沉降期内，各池段内的泥沙恢复饱和系数值随泥沙粒径的增大呈指数递减趋势。
同一池段内初始时段的泥沙恢复饱和系数最大，中间时段次之，末时段最小;同一时段内，泥沙恢复饱和系数自沉沙池上游至下游逐渐增大。
图2为第1时段、第15时段末、第30时段末的泥沙恢复饱和系数分布。
(二)各粒径组的泥沙恢复饱和系数在池段1—池段3随沉降历时呈指数递减趋势，而池段5—池段7各粒径组的泥沙恢复饱和系数随沉降历时呈线性递减趋势，池段4各粒径组的泥沙恢复饱和系数随沉降历时的分布规律不明显。
图3为代表池段0．05mm粒径组泥沙恢复饱和系数随沉降历时的变化。
2、泥沙级配曲线图4为沉沙池入池泥沙、出池泥沙及淤积泥沙的级配曲线。
由图4可知，淤积级配曲线位于入池级配曲线下方，而出池级配曲线在入池级配曲线之上，说明出池泥沙粒径较小，而淤积泥沙粒径较大。
随着沉沙池的运行，出池泥沙粒径将逐渐变大，淤积泥沙粒径则逐渐变小。
3、参考点位置的选取在定期冲洗式沉沙池设计中，为满足供水要求，需要在工作区末端增加溢流堰段。
计算流经溢流堰水流的含沙量及泥沙沉降率时要解决两个问题:一个是堰前断面分组含沙量的垂线分布;另一个是溢流堰的极限吸出高度。
利用劳斯公式推求分组含沙量沿垂线分布情况时，参考点(含沙量等于平均含沙量的位置)距床面的距离(用a表示)至关重要。
然而，参考点的位置通过试算才能确定，工作量很大。
因此，求得各时段、各粒径组参考点位置的平均值，可避免试算，提高工作效率。
图4 沉沙池入池泥沙、出池泥沙及淤积泥沙的级配曲线四、基本理论1、准静水沉降法准静水沉降法理论较为简单，认为水流中含沙量等于其水流挟沙能力，假设泥沙在沉沙池中按静水沉速下沉，则泥沙由水面降至池底需要一定的时间，泥沙在沉降到池底时还沿水流方向前进了一定的距离，因此准静水沉降法采用的基本公式为式中:L为泥沙沿水流方向前进的距离，m;H为沉沙池平均水深，m;V为沉沙池中水流平均流速，m/s;ω为沉沙池中泥沙静水沉速，m/s;K为大于1的修正系数。
从沉沙池进口至溢流堰的出池分组沉降率计算公式为式中:ηki为计算池段第i粒径组泥沙沉降率;ωi为第i粒径组的泥沙静水沉速，m/s;Lk 为计算池段长，m;Vk为计算池段平均流速，m/s;Hk为计算池段平均水深，m。
2、沉降概率法沉降概率法认为水流紊动竖向分速为随机变量，且服从正态概率分布。
池底有纵坡的分组沉降率计算公式为式中:η为计算池底泥沙分组沉降率，%;L为计算池段长，m;H0为计算池段平均水深，m;d为平均粒径，mm;h为计算点距池底的距离，m;λ为系数;t为计算时段，s。
目前应用状况与评价：沉降概率法为前苏联电站部水力发电建设总局1948年批准的5水电站沉沙池技术规范设计标准6中所采用的沉沙池泥沙沉降率计算方法,在我国和前苏联长期沿用。
由于该方法建立时所用试验资料范围限制,在用该方法时,X/U>0105各粒径组,计算分组沉降率与实测值一致。
但是,随着X/U的减小,计算值逐渐偏离实测值,其结果是计算出池含沙量小于实测值。
故用该方法时,必须注意资料的范围条件。
3、超饱和输沙法(一)二度流超饱和输沙法。
二度流超饱和输沙法是根据元均匀流扩散理论，应用假设条件，分解变量，沿垂直方向积分，计算得到距离进口相对距离的断面平均含沙量与进口平均含沙量的比值。
其公式复杂，边界条件要求严格［2］。
(二)一度流超饱和输沙法。
一度流超饱和输沙法认为沉沙池中的泥沙处于超饱和状态，在局部假设条件下，计算平均含沙量的沿程变化。
一度流超饱和输沙法基本微分方程为非均匀流时，式(4)的解为均匀流时，式(4)的解为式中:s0、s0*分别为某计算段进口断面的平均含沙量和挟沙力，kg/m3;s、s*分别为某计算段出口断面的平均含沙量和挟沙力，kg/m3;α为综合系数;ω为泥沙流速，m/s;x为计算段长度，m;q为计算段单宽流量，m3/(s·m)。
沉沙池中流速甚小，水流挟沙能力可以忽略不计，则式(5)、式(6)可同时简化为用于分组计算时，式(7)可写为式中:s0i、si分别为计算段的进、出口断面含沙量，kg/m3;ωi为分组泥沙沉速，m/s。
沉沙池分组沉降率计算公式为《水利水电工程沉沙池设计规范》中推荐，当悬移质泥沙粒径较细时，采用如下公式计算分段恢复饱和系数:其中式中:αik为泥沙分组粒径的恢复饱和系数;Jk为池段的平均水力坡度;ωi为泥沙分组平均沉速，m/s;Rk为池段平均水力半径，m;u*k为水流摩阻流速，m/s;g 为重力加速度，m/s2。
当悬移质泥沙粒径较粗时，采用如下公式计算水电站沉沙池恢复饱和系数:式中:k为综合经验系数，当沉沙池宽度与深度之比为1．5～4．0时，取k=1．2～1．0。
对于二维流超饱和输沙法，国内外学者也做了大量的工作，但由于方程结构的复杂性，即使在均匀流条件下，也必须经过较多简化，并做许多假定才能得出解析解，这样，实际应用起来就很不方便，并且精度也很难保证，所以目前该方法在沉沙池设计计算中还很少采用。
近几十年国内外研究表明,悬移质泥沙在水电站沉沙池的沉降,合乎超饱和输沙的一般规律,水电站沉沙池内含沙量沿程变化表现为指数函数关系,又由于水电站沉沙池流速甚小,在水流挟沙能力忽略不计的条件下,一维超饱和输沙的计算公式,经过简化,可以方便地计算水电站沉沙池分组含沙量沿程变化和分组泥沙沉降率。
国内外不少实例表明,以同一样本对三种常用计算方法进行检验,超饱和输沙法的计算偏差最小。
成都勘测设计研究院用渔子溪一级和南桠河三级水电站沉沙池实测的59组泥沙分组沉降率数据、云南清水河沉沙池原型观测的87组分组沉降率数据,对三类计算方法进行检验,准静水沉降法的计算值明显偏离实测值,且沉降率大于70%,粒径较粗的泥沙,其计算值大于实测值甚多。
这表明K值为变数,而非常数,含沙量的沿程变化不是幂函数关系。
沉降概率法,在分组沉降率大于50%、相对沉速较大(X/U\0105)的各粒径组,沉降率计算值系统偏离实测值,相对沉速较小的各粒径组,沉降率计算值大于实测值,随着沉降率的减小,计算值较实测值偏大得越来越多。
五、计算验证1、准静水沉降法验证采用准静水沉降法对大禹渡定期冲洗式沉沙池及人民胜利渠条渠沉沙池泥沙分组沉降进行计算，基本资料见表1。
准静水沉降法计算结果见表2。
根据原型观测资料，定期冲洗式沉沙池K值取常数，条渠沉沙池取变量，采用准静水沉降法计算的分组沉降率与实测分组沉降率存在明显的偏差，主要原因是修正系数K取值不合理，K值应为在综合因素影响下的变量，而不是常数或固定变量。
2、沉降概率法验证采用沉降概率法对引黄济青沉沙条渠、潘庄灌区沉沙条渠、赵口引黄灌区沉沙条渠及禹门口定期冲洗式沉沙池的泥沙分组沉降率进行了计算。
沉沙池现场调查基本资料为:引黄济青条渠沉沙池泥沙颗粒平均粒径范围为0．022～0．036mm，含沙量为1．5kg/m3;潘庄灌区条渠沉沙池泥沙颗粒平均粒径范围为0．0256～0．0466mm，含沙量为2～9kg/m3;赵口引黄灌区条渠沉沙池泥沙颗粒平均粒径范围为0．0486mm，含沙量为2kg/m3;禹门口定期冲洗式沉沙池泥沙颗粒平均粒径范围为0．040～0．055mm，含沙量为7～12kg/m3。
而一般来说，泥沙颗粒平均粒径范围为0．175～0．570mm、含沙量为0．25～1．00kg/m3时计算泥沙沉降采用沉降概率法较为合适。
可见，由于上述几处泥沙颗粒平均粒径范围为0．022～0．055mm，含沙量为1．5～12．0kg/m3，均超出了计算公式适用范围，因此未能得到满意的计算结果。
3、超饱和输沙法验证(一)二度流超饱和输沙法验证。
二度流超饱和输沙法假设流速和扩散系数沿垂线方向为常数，但邙山泵站站前沉沙池、潘庄灌区第Ⅱ条渠沉沙池、人民胜利渠(武涉、马营、原阳、祝楼)条渠沉沙池、大禹渡定期冲洗式沉沙池的现场观测资料表明，沉沙池中泥沙沿垂直分布为紊流且为不均匀流，因此二度流超饱和输沙法计算结果与实际值必定偏差较大，该法存在缺陷。