利用工程設施使水流按需要方向產生的橫向環流。這種工程設施能引起水流內部結構的改變，使表層水流向一側，底層水流向另一側，這樣即可控制泥沙運動的方向，從而達到河道整治、渠首防沙、限制局部沖淤及提高排沙建築物輸沙能力的目的。人工環流的套用由來已久，但比較系統地研究人工環流產生的方法及其在工程實踐中的套用， 則是在20世紀30年代初由蘇聯學者波達波夫(М.В.Потапов)領導進行的。水利工程中常用的引起人工環流的設施主要有人工彎道、側向排沙設施、導流裝置等。產生螺旋流的導沙槽也屬於利用橫向環流的設施(這種環流產生的原因與一般橫向環流稍有不同)。
基本介紹
- 中文名：人工環流
- 外文名：artificial transverse circulation
簡介,原理,
簡介
利用工程設施使水流按需要方向產生的橫向環流。這種工程設施能引起水流內部結構的改變，使表層水流向一側，底層水流向另一側，這樣即可控制泥沙運動的方向，從而達到河道整治、渠首防沙、限制局部沖淤及提高排沙建築物輸沙能力的目的。人工環流的套用由來已久，但比較系統地研究人工環流產生的方法及其在工程實踐中的套用， 則是在20世紀30年代初由蘇聯學者波達波夫(М.В.Потапов)領導進行的。水利工程中常用的引起人工環流的設施主要有人工彎道、側向排沙設施、導流裝置等。產生螺旋流的導沙槽也屬於利用橫向環流的設施(這種環流產生的原因與一般橫向環流稍有不同)。
原理
人工彎道引起彎道環流的防沙排沙設施，最常用的有人工彎道式取水及曲線形沉沙池(見沉沙池)。側面排沙設施是利用水流轉彎泄流時形成的橫向環流，增加排沙量。中國兩千多年前修建的都江堰渠首(見都江堰灌區)中的飛沙堰， 就是利用側向溢流時產生的人工環流排沙，從而減少渠道進口，即寶瓶口的進沙量。
導流裝置可分為表層及底層兩種。表層導流裝置由一系列浮式導流盾組成，與水流方向成18°～25°角，浸入水中的深度為水深的0.25～0.35倍， 表層清水順導流盾流動，底層流則導至相反方向。導流裝置設在取水口前，不僅能防止推移質泥沙入渠，還可增加入渠流量及防止上唇淤積和下唇沖刷。底層導流裝置常用的有導沙坎、導流潛壩等，設於河底或渠底， 高度為水深的1/2～1/3， 所引起的人工環流可將含沙量較大的底流順坎導向需要的方向。導流裝置不僅適用於推移質較多的河道， 對懸移質較多的河道也可收到一定效果。根據黃河上取水口的使用情況看，可減少入渠泥沙12～13%。表層導流裝置需要較多的器材設備， 管理也比較複雜， 在中國很少採用。
表層導流裝置
表層導流裝置導沙槽又稱渦流管， 是設於渠底或河底用以產生螺旋流的槽式截沙排沙設施， 通常布置在進水閘前後或各級渠道首部， 多與水流成30°～65°角。導沙槽斷面為圓形或矩形，有的在頂部加設水平導板，靠上游留有進口。伸向上游的水平導板可加大導沙槽的流速， 激化槽內的螺旋流， 增加輸沙能力， 提高排沙效果。導沙槽構造簡單， 並有一定的防沙效果， 套用較為廣泛。
