由于前池中的水流流态较为复杂,要准确地测定出v0很困难,并且各个断面的流速也不相同,所以上式直接应用到泵站前池中的泥沙起动问题有些困难,但在加压水板(如所示)的情形下,前池的水流在压水板的导流下,水流被迫转向底层流动,流速分布较为均匀,基本上底层无回流存在,此时可近似将压水板断面处(断面A-A)的平均流速…vC与v0看作具有线性关系。
这样由式(14)将前池内的泥沙沉积数量和压水板断面处的流速联系起来,严格说来,上式中的…vC并不表征起动流速,只是用它表征v0和泥沙起动概率之间的关系更方便而已。事实上,v0和前池水流流速之间具有更为复杂的函数关系,而不像在河道或明渠中那样简单。
模型试验<5>为求出A,B值,必须进行混水模型试验,确定Y和C的值。浑水模型试验装置如所示,前池断面如所示。试验共分8个工况,前池水深控制在0.85m左右,前池宽度b=2.085m,模型沙粒径采用D50=0.3mm的人工沙-电木屑。根据不同的试验工况,将沙倒入1.5m3的配沙池,经搅拌器充分搅拌达到水沙混和后用潜水泵打入位于前池前的进水管道,再强混和浑水流入前池,混和的沙水流量由闸门控制。
试验和研究结果表明,前池中泥沙起动概率同前池压水板断面处流速有一定的关系,换言之,可由设计要求事先确定起动概率(查表可求出C值)然后求出压水板断面处的流速,进而在一定流量的范围内,可确定压水板距池底的距离范围。本文中的C1vCs-CCDg,文中vC的试验范围为530cms-1之间,D值在01mm范围内。C值与前池的几何形状和是否加压水板有关,从试验中可以观察到,不加压水板时,在相同的进水流量下,前池里的泥沙沉积量比加压水板时要多,也即C值要大一些。