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拦污清污对泵站和水电站安全、经济运行影响很大。本文在国家自然科学基金(编号:51079125)和江苏省"333高层次人才工程”基金等项目资助下,开展对泵站拦污栅拦污阻水特性的应用基础研究。本文调研了河道污物的种类、组成、几何特性及其浮沉、流动特性。改装实验室,设计制作泵站拦污试验装置。对污物、流速和水深等主要因素多种组合,进行实验室拦污试验,测定拦污阻力和水流场。揭示了不同污物在栅前的运动与聚集特性,建立了拦污阻力与相关因素的关系。初步揭示了拦污阻力的形成机理。主要研究成果如下:(1)河道污物分为水草类,柔性片状类和硬质浮水类三种主要类型。本地区水草以水花生和青草为主;柔性片状污物主要有旧衣物、塑料袋和编织袋;硬质浮水污物以枯树枝、泡沫塑料和塑料瓶为主。水草比重一般为0.5~1.0;柔性片状污物中包装袋和编织袋比重小,一般小于0.5,旧衣物比重较大,一般稍大于1.0;硬质浮水污物比重一般小于0.5。比重小于1.0较多的污物浮于水面随水运动,比重接近1.0的污物悬于水中随水流运动。(2)悬浮于水流中的柔性片状污物易堵塞拦污栅面,阻水作用强。硬质浮水污物漂浮于水面,难以下潜,基本不阻水。而面广量大的水草,当小于临界流速时,浮于栅前水面向上游铺开,仅阻塞上部很小的栅面,阻力很小;当大于临界流速时,后续污物随水流下潜,自上而下阻塞较大栅面,过流断面逐渐减小,并且其上边缘远离水面,流动阻力急剧增大,直至水面水草不能下潜,达到极限阻力。聚集于上部栅面的污物,便于观察打捞。比重较大的污物自下而上阻塞栅面。聚集于栅面下部的污物,不利于观察打捞,危害大。(3)柔性片状污物阻水作用大于水草。编织袋阻力最大,牛仔布和棉布次之。青草阻力大于水花生。对水草,当大于临界流速时,拦污阻力随污物量增加呈开口向上的抛物线增加,抛物线线型与污物特性有关。拦污阻力随栅前行近流速增大开始呈开口向下的抛物线状增加,以后增速逐渐放缓。对柔性片状污物,拦污阻力随水流流速的增加呈抛物线增加。拦污阻力随栅前水深增大呈直线或抛物线状减小,水深增加到一定值后,拦污阻力曲线趋于水平直线,阻力变化很小。(4)比重较小的污物堵塞拦污栅上部栅面,栅前断面上层流速小、下层流速大,流速方向向下偏转;栅后断面同样上层流速小、下层流速大,但流速差异更大,严重时出现明显的回流和翻滚,流态严重恶化。比重较大的污物阻塞拦污栅下部栅面,拦污栅前、后断面下层流速小、上层流速大,栅前流速向上偏转,栅后流速向下偏转。