大管径排水管渠机械搅拌清淤参数试验研究

大管径排水管渠机械搅拌清淤参数试验研究第46卷第8期2015年4月人民长江YangtzeRiverVOl_46．NO．8Apr．，2015文章编号：1001—4179(2015)08—0044—03大管径排水管渠机械搅拌清淤参数试验研究翟俊，陈思，李华飞2(重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室，重庆400045)摘要：为给大管径排水管渠清淤系统设计提供相应的参数，采用有机玻璃制作排水管渠模型，以沙粒模拟代表性淤积物，利用2D—PIV系统对螺旋桨搅拌的机械清淤参数进行了试验研究。对不同粒径沙粒在螺旋桨搅拌作用下起动和完全悬浮两种状态时的流场情况进行了考察，探讨了机械搅拌作用下的水流状态对沙粒的作用效果和规律。试验证实机械搅拌的清淤技术思路可行，起动和悬浮沙粒的粒径可由螺旋桨转速来控制，同时，加大螺旋桨转速可有效增强搅拌冲刷的强度和效果。关键词：管渠清淤；机械搅拌；水流流场；2D—PIV中图法分类号：TV674文献标志码：ADOI：10．16232／j．cnki．1001—4179．2015．08．011随着城镇化建设的发展，城市排水管网的规模也越来越大。以位于长江上游的山地城市——重庆为例，截止2010年，重庆市排水管网总长度已达2149km，其中管径介于1．5～3．5m，坡度介于0．3％o～0．5％v的大管径排水干管的长度达73．9km。污水从坡度大的排水支管流入坡度小的排水干管后流速减小，污水中携带的泥沙和悬浮固体物极易在坡度小、管径大的干管中沉积下来。对于合流制管道，设计流量是按照雨季雨污合流的流量设计的。管道在旱季接纳的污水流量和管内污水流速均远小于雨季值，使得雨季可被污水带走的大颗粒悬浮物在旱季时沉积下来，容易引起管道淤积。目前国内外众多城市的大管径排水管道都存在不同程度的淤积问题，对管网的安全运行带来了极大威胁。目前国内外应用于排水管道的清淤方法主要有高压水射流清淤法、绞车清淤法、水冲刷清淤法以及拦蓄冲洗门清淤等方法。这些方法基本针对小管径管道清淤，因此并不适合在大管径管道中应用，在大管径排水管道运用时存在运行成本过高、清淤能力不足、存在二次污染和不能适应复杂地形条件等局限性。目前大管径排水管渠清淤主要为机械清淤，然而系统设计中仍缺乏相关水力学参数。本实验以沙粒模拟大管径排水管道的沉积物，采用有机玻璃制作排水管渠模型，模拟排水管道中沉积物重新悬浮和输送