CN104805797B - 泵站前池倒t型坝流态改善装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种泵站前池倒T型坝流态改善装置及其方法，包括前池及前池内回流区后部设置的导流体，前池前部连接进水涵洞，前池后部设有进水池，其特征是：所述导流体为倒T型坝，倒T型坝在垂直于水流方向的剖面为倒T形，倒T型坝距进水池的距离为前池长度的0.2‑0.4倍，所述倒T型坝由下坝和上坝组成，上坝设置在下坝上部中间位置；所述下坝为长方体形，下坝长度与前池的宽度相等，下坝宽度为前池池内水深的0.5倍，下坝高度为前池池内水深的0.4倍；所述上坝为长方体形，上坝长度为前池宽度的0.1倍，上坝宽度为前池池内水深的0.5倍，上坝高度为前池池内水深的0.4倍。通过本发明，改善了泵站前池中存在的流态与淤积问题。

Description

泵站前池倒T型坝流态改善装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种泵站前池倒T型坝流态改善装置及其方法，属于泵站前池设计技术领域。
背景技术
前池是泵站建筑物中的一个重要组成部分，其结构形式关系到水流能否从引水渠平顺扩散到进水池。由于多种因素的影响，使得前池两侧常存在回流区。前池中常存在大区域的回流，使得水泵的能量和汽蚀性能下降，严重时甚至会引起水泵汽蚀和振动，危害泵站安全。同时回流的存在使得前池边壁处的水流流速小于泥沙不淤流速，造成回流区明显的泥沙淤积，进一步恶化进水条件。
前池内具体流态改善措施及其原理如下包括：
（1）设导流板、导流墙、导流栅等因势利导地平顺水流；水流流过导流栅的过程类似于叶栅绕流,当水流流过它们时,由于栅条产生的水动力作用,反作用于水体,使得水体向内壁倾斜,从而抵消了惯性力的部分影响,限制了弯道内侧水体的扩散效应,能有效消除脱流区。同时导流栅等措施也可以从结构上防止断面上的二次回流,抑制了前池中的螺旋流动。
（2）设压水板压迫水流流动改善流态；在进水池设压水板后,水流直接冲击压水板,在压水板的作用下,水流被迫转向底层运动,水流在此过程中被挑动,翻滚,形成紊动扩散的状态,底流与面流相互掺混,沿主流方向的流速得到重新分布,使得在泵站进水口处获得了较均匀的进水水流
（3）设置立柱利用漩涡原理改善流态；水体流过立柱时,水流被分割,迫使水流向两侧扩散,水流在立柱下游发生分离,并引发一定强度的平面漩涡区,该区水体与周围水体不断进行动量交换,使得立柱下游不远处流场分布均匀。
这类导流措施改善了泵站前池进水流速分布,消除了大面积的回流区,但仍存在一些明显不足,或不利于施工;或因导流体设计不当,导流体后的脱流区易产生卡门涡列进入泵站进口,直接导致漩涡进入泵体,引起机组振动。
发明内容
本发明的目的是针对现有泵站前池中存在的流态与淤积问题，提供一种泵站前池倒T型坝流态改善装置及其方法。
本发明的技术方案是，一种泵站前池倒T型坝流态改善装置，包括前池及前池内回流区后部设置的导流体，前池前部（上游）连接进水涵洞，前池后部（下游）设有进水池，其特征是：所述导流体为倒T型坝，倒T型坝在垂直于水流方向的剖面为倒T形，倒T型坝距进水池的距离为前池长度的0.2-0.4倍，所述倒T型坝由下坝和上坝组成，上坝设置在下坝上部中间位置；所述下坝为长方体形，下坝长度与前池的宽度相等，下坝宽度为前池池内水深的0.5倍，下坝高度为前池池内水深的0.4倍；所述上坝为长方体形，上坝长度为前池宽度的0.1倍，上坝宽度为前池池内水深的0.5倍，上坝高度为前池池内水深的0.4倍。
所述上坝距前池回流区的距离为前池池宽的0.45倍。
所述T型坝的下坝、上坝均为混凝土构件。
所述倒T型坝距进水池的距离为前池长度的0.3倍。
一种泵站前池倒T型坝流态改善方法，包括前池前部（上游）连接进水涵洞，前池后部（下游）设置进水池，其特征是：在前池内回流区后部设置倒T型坝，倒T型坝与水流方向垂直，倒T型坝在垂直于水流方向的剖面为倒T形，倒T型坝距进水池的距离为前池长度的0.2-0.4倍；所述倒T型坝由下坝和上坝组成，上坝设置在下坝上部中间位置；上坝对来自坝前的水流进行阻挡和分流，破坏该处水流的流动稳定，进一步加强前池内水流的能量交换，提高前池大回流区侧的水流流速，减少大回流区侧的泥沙淤积；下坝对其上通过的水流利用涡旋作用，通过掺混水流，增强紊动能的扩散，使得水体动量重新分配，在倒T型坝的坝后的前池内获得较均匀的流速分布进入进水池,改善泵站进水条件；所述下坝为长方体形，下坝长度与前池的宽度相等，下坝宽度为前池池内水深的0.5倍，下坝高度为前池池内水深的0.4倍；所述上坝为长方体形，上坝长度为前池宽度的0.1倍，上坝宽度为前池池内水深的0.5倍，上坝高度为前池池内水深的0.4倍。
所述上坝距回流区的距离为前池池宽的0.45倍。
所述T型坝的下坝、上坝均为混凝土构件，采用预制的方式分开浇筑下坝、上坝，然后将下坝安装在前池底板上，再将上坝安装在下坝上部中间位置。
所述倒T型坝距进水池的距离为前池长度的0.3倍。
本发明结构合理、简单并且科学，是基于流体力学原理、空间几何学和泵站设计理论，对流态改善方法的创新；所述倒T型坝下坝利用涡旋作用，通过掺混水流，增强紊动能的扩散，使得水体动量重新分配，在倒T型坝的坝后获得较均匀的流速分布；倒T型坝上坝，对坝前水流有阻挡和分流作用，由于上坝设置在前池具有较大回流区侧，破坏了该处水流的流动稳定，进一步加强了前池内水流的能量交换，同时提高了前池大回流区侧的水流流速，即改善了边壁侧机组的进水条件，又有减少该侧由于流速过低而引起的泥沙淤积问题。
随着国家大中型泵站技术改造和南水北调东线工程的建设、实施，共计有上百座泵站的进水流态需要改善，因此本专利的应用和实施，对于前池中存在不良流态的泵站，有显著的流态改善效果。这将会产生较大的经济价值和社会效益。预计转让的方式为：1）设计院设计采用； 2）工程改造中实施。
附图说明
图1 为倒T型坝布置图。
图2 无措施泵站前池流态图。
图3 倒T型坝流态改善后泵站前池流态图。
图4 泵站机组行近流速分布图（无措施与倒T型坝比较）。
图中：1进水涵洞、2前池、3进水池、4下坝、5上坝。
具体实施方式
下面结合附图和附图说明对本发明作进一步说明。
在取水前池2中设置倒T型坝，倒T型坝距位置视前池内具体流态而定，倒T型坝距进水池3的距离可以为前池2长度的0.2-0.4倍，建议倒T型坝距进水池3的距离设置为前池2长度的0.3倍。
在前池2前部（上游）连接进水涵洞1，前池2后部（下游）设置进水池3，在前池2内回流区后部设置倒T型坝，倒T型坝与水流方向垂直，倒T型坝在垂直于水流方向的剖面为倒T形；倒T型坝距位置视前池内具体流态而定，倒T型坝距进水池3的距离可以为前池2长度的0.2-0.4倍，建议倒T型坝距进水池3的距离设置为前池2长度的0.3倍。
本发明中，倒T型坝由下坝4和上坝5组成，上坝5设置在下坝4上部中间位置；下坝4为长方体形，下坝4长度与前池2的宽度相等，下坝4宽度为前池2池内水深的0.5倍，下坝4高度为前池2池内水深的0.4倍；上坝5为长方体形，上坝5长度为前池2宽度的0.1倍，上坝5宽度为前池2池内水深的0.5倍，上坝5高度为前池2池内水深的0.4倍。
通过本发明，上坝5对来自坝前的水流进行阻挡和分流，破坏该处水流的流动稳定，进一步加强前池2内水流的能量交换，提高前池2大回流区侧的水流流速，减少大回流区侧的泥沙淤积；下坝4对其上通过的水流利用涡旋作用，通过掺混水流，增强紊动能的扩散，使得水体动量重新分配，在倒T型坝的坝后的前池2内获得较均匀的流速分布进入进水池,改善泵站进水条件。
进一步的，上坝5距回流区的距离为前池2池宽的0.45倍。本发明中，T型坝的下坝4、上坝5均为混凝土构件，采用预制的方式分开浇筑下坝4、上坝5，然后将下坝4安装在前池2底板上，再将上坝5安装在下坝4上部中间位置；当然倒T型坝也可在现浇的方式。

Claims (5)

1.一种泵站前池倒T型坝流态改善装置，包括前池（2）及前池（2）内回流区后部设置的导流体，前池（2）前部连接进水涵洞（1），前池（2）后部设有进水池（3），其特征是：所述导流体为倒T型坝，倒T型坝在垂直于水流方向的剖面为倒T形，倒T型坝距进水池（3）的距离为前池（2）长度的0.2-0.4倍，所述倒T型坝由下坝（4）和上坝（5）组成，上坝（5）设置在下坝（4）上部中间位置；所述下坝（4）为长方体形，下坝（4）长度与前池（2）的宽度相等，下坝（4）宽度为前池（2）池内水深的0.5倍，下坝（4）高度为前池（2）池内水深的0.4倍；所述上坝（5）为长方体形，上坝（5）长度为前池（2）宽度的0.1倍，上坝（5）宽度为前池（2）池内水深的0.5倍，上坝（5）高度为前池（2）池内水深的0.4倍；所述上坝（5）距前池（2）回流区的距离为前池（2）池宽的0.45倍；所述倒T型坝距进水池（3）的距离为前池（2）长度的0.3倍。
2.一种泵站前池倒T型坝流态改善方法，包括前池（2）前部连接进水涵洞（1），前池（2）后部设置进水池（3），其特征是：在前池（2）内回流区后部设置倒T型坝，倒T型坝与水流方向垂直，倒T型坝在垂直于水流方向的剖面为倒T形，倒T型坝距进水池（3）的距离为前池（2）长度的0.2-0.4倍；所述倒T型坝由下坝（4）和上坝（5）组成，上坝（5）设置在下坝（4）上部中间位置；上坝（5）对来自坝前的水流进行阻挡和分流，破坏该处水流的流动稳定，进一步加强前池（2）内水流的能量交换，提高前池（2）大回流区侧的水流流速，减少大回流区侧的泥沙淤积；下坝（4）对其上通过的水流利用涡旋作用，通过掺混水流，增强紊动能的扩散，使得水体动量重新分配，在倒T型坝的坝后的前池（2）内获得较均匀的流速分布进入进水池,改善泵站进水条件；所述下坝（4）为长方体形，下坝（4）长度与前池（2）的宽度相等，下坝（4）宽度为前池（2）池内水深的0.5倍，下坝（4）高度为前池（2）池内水深的0.4倍；所述上坝（5）为长方体形，上坝（5）长度为前池（2）宽度的0.1倍，上坝（5）宽度为前池（2）池内水深的0.5倍，上坝（5）高度为前池（2）池内水深的0.4倍。
3.根据权利要求2所述的一种泵站前池倒T型坝流态改善方法，其特征是：所述上坝（5）距回流区的距离为前池（2）池宽的0.45倍。
4.根据权利要求2所述的一种泵站前池倒T型坝流态改善方法，其特征是：所述T型坝的下坝（4）、上坝（5）均为混凝土构件，采用预制的方式分开浇筑下坝（4）、上坝（5），然后将下坝（4）安装在前池（2）底板上，再将上坝（5）安装在下坝（4）上部中间位置。
5.根据权利要求2所述的一种泵站前池倒T型坝流态改善方法，其特征是：所述倒T型坝距进水池（3）的距离为前池（2）长度的0.3倍。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105909566B (zh) * 2016-05-17 2019-07-02 中国农业大学 一种泵站进水流场组合式控涡设施
CN108629070A (zh) * 2018-03-06 2018-10-09 河海大学 一种侧向进流泵站模型试验整流方法
CN109487896A (zh) * 2018-11-28 2019-03-19 扬州大学 利用三棱导流柱控涡的泵站前池
CN109797715B (zh) * 2019-01-21 2020-07-17 河海大学 一种优化渡槽扩散段水力流态的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1017770A1 (ru) * 1980-07-24 1983-05-15 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Гидротехники И Мелиорации Им.А.Н.Костякова Водозаборное устройство насосной станции
SU1030479A1 (ru) * 1981-03-16 1983-07-23 Харьковский Отдел Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Водоснабжения Канализации,Гидротехнических Сооружений И Инженерной Гидрогеологии "Водгео" Водоприемный оголовок водозаборного сооружени
CN1223321A (zh) * 1999-01-26 1999-07-21 罗正宪 簸箕型拦河坝
CN203222785U (zh) * 2013-04-27 2013-10-02 扬州大学 一种用于前池整流的y型导流墩
CN104315295A (zh) * 2014-10-27 2015-01-28 上海市城市建设设计研究总院 进水渐扩管结构和泵站整流方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1017770A1 (ru) * 1980-07-24 1983-05-15 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Гидротехники И Мелиорации Им.А.Н.Костякова Водозаборное устройство насосной станции
SU1030479A1 (ru) * 1981-03-16 1983-07-23 Харьковский Отдел Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Водоснабжения Канализации,Гидротехнических Сооружений И Инженерной Гидрогеологии "Водгео" Водоприемный оголовок водозаборного сооружени
CN1223321A (zh) * 1999-01-26 1999-07-21 罗正宪 簸箕型拦河坝
CN203222785U (zh) * 2013-04-27 2013-10-02 扬州大学 一种用于前池整流的y型导流墩
CN104315295A (zh) * 2014-10-27 2015-01-28 上海市城市建设设计研究总院 进水渐扩管结构和泵站整流方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
关于泵站前池流态的改善措施研究;王雪丰等;《水利科技与经济》;20060929;第12卷(第9期);第597-598页 *
泵站前池底坝整流数值模拟研究;成立等;《河海大学学报》;20010531;第29卷(第3期);第42-45页 *

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