淺談泥沙顆粒分析成果對(duì)水利工程的影響

張莉 惠豐

摘?要： 當(dāng)前隨著我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，水利工程的建設(shè)規(guī)模在逐漸擴(kuò)大。但是，在大量水利工程投入建設(shè)的過程中，泥沙的危害越來越嚴(yán)重。目前我國(guó)的科學(xué)技術(shù)水平在不斷的提升，因此對(duì)于泥沙的研究更加深入，尤其是針對(duì)泥沙顆粒的分析取得了較好的成果，泥沙顆粒分析成果不僅能夠?qū)λこ痰慕ㄔO(shè)質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，還能夠降低泥沙的危害程度，所以，負(fù)責(zé)水利工程管理的工作人員，要重視對(duì)泥沙顆粒分析成果的研究，保障能夠通過分析相應(yīng)的成果，提高水利工程在管理和建設(shè)過程中的工作質(zhì)量，進(jìn)而保障我國(guó)國(guó)民能夠更好的應(yīng)用水利工程。

關(guān)鍵詞： 泥沙顆粒;分析成果;水利工程

【中圖分類號(hào)】TV148+.5?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.34.257

引言：由于現(xiàn)階段我國(guó)自然界中的河流經(jīng)常會(huì)攜帶泥沙，在針對(duì)河流的泥沙進(jìn)行研究的過程中，其不僅具有時(shí)間長(zhǎng)、范圍廣的特點(diǎn)，還和人們的日常生活息息相關(guān)，所以對(duì)河流中的泥沙情況進(jìn)行相應(yīng)的分析，能夠?qū)θ藗內(nèi)粘Ｉ町a(chǎn)生重要的意義。在河流泥沙分析成果的應(yīng)用過程中，不僅可以保障通過其顆粒直徑大小的分析為工程建設(shè)提供相應(yīng)的建筑原材料，還可以利用較細(xì)顆粒，提高農(nóng)田的肥力，降低泥沙在河流中的危害，防止其造成河道堵塞問題。

1?泥沙顆粒的分析方法探究

目前在針對(duì)泥沙顆粒進(jìn)行研究的過程中，其主要研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)，首先對(duì)泥沙的含量進(jìn)行相應(yīng)的研究，如果河流中泥沙的含量過高，不僅會(huì)影響河流的水流速率，還會(huì)導(dǎo)致河流出現(xiàn)堵塞淤積的問題，所以必須要對(duì)泥沙的含量進(jìn)行測(cè)量和分析，測(cè)量?jī)x器在選擇的過程中必須要保證符合后期泥沙含量的檢測(cè)要求，并且要具有相關(guān)管理部門的檢測(cè)認(rèn)證。然后是需要對(duì)泥沙顆粒的具體集配情況進(jìn)行相應(yīng)的分析，不同直徑的泥沙顆粒會(huì)產(chǎn)生不同的影響，在檢測(cè)過程中也需要使用不同的儀器，對(duì)于普通等級(jí)的泥沙顆粒來說，一般會(huì)使用激光分析儀進(jìn)行檢測(cè)。最后是要對(duì)泥沙的具體組成成分進(jìn)行分析，一般會(huì)使用特定的檢測(cè)方法及檢測(cè)儀器，進(jìn)而保證能夠明確泥沙顆粒中的所有礦物質(zhì)組成成分及各個(gè)組分所占比例。

2?泥沙顆粒分析成果的作用分析

2.1?泥沙顆粒分析成果對(duì)水庫(kù)淤積的作用分析

泥沙顆粒分析成果的應(yīng)用具有非常重要的作用，其主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，第1個(gè)方面是通過對(duì)泥沙顆粒分析相關(guān)資料進(jìn)行，探究可以對(duì)水庫(kù)預(yù)計(jì)情況的分析，進(jìn)行相應(yīng)的改善，并且對(duì)出庫(kù)預(yù)計(jì)情況的提前預(yù)處理工作，提供相應(yīng)的理論基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在進(jìn)行水庫(kù)規(guī)劃和設(shè)計(jì)的過程中，不僅要準(zhǔn)確地計(jì)算出進(jìn)入水庫(kù)的泥沙量和輸出水庫(kù)的泥沙量，還要明確進(jìn)入水庫(kù)泥沙量的具體顆粒直徑及等級(jí)，在針對(duì)顆粒的直徑進(jìn)行分類的過程中，要保證能夠提高檢測(cè)結(jié)果。

以三峽工程為例，進(jìn)行相應(yīng)的分析，自三峽工程建設(shè)運(yùn)行以來泥沙問題日益嚴(yán)重，所以針對(duì)三峽工程中的泥沙問題進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究，為了防止三峽工程在運(yùn)行過程中出現(xiàn)瘀積問題，對(duì)于泥沙進(jìn)行研究具有非常重要的作用，所以在2003年三峽工程投入建設(shè)使用以后，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在設(shè)計(jì)過程中的防洪、發(fā)電及航運(yùn)目標(biāo)，但是隨著水垢使用時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，在水庫(kù)中淤積的泥沙量也在逐漸增加，這種發(fā)展形勢(shì)對(duì)三峽工程的應(yīng)用效率提升造成了嚴(yán)重的影響。目前大部分研究學(xué)者認(rèn)為，懸浮的泥沙會(huì)發(fā)生絮凝現(xiàn)象，對(duì)于直徑可以小于0.032毫米的泥沙顆粒來說，其發(fā)生絮凝現(xiàn)象概率較大，而對(duì)于直徑大于0.032毫米的泥沙顆粒來說，則不會(huì)出現(xiàn)絮凝現(xiàn)象，三峽大壩在水流入庫(kù)的過程中，泥沙直徑的顆粒小于0.032毫米，而且占有的比例相對(duì)較大，所以在水流時(shí)出現(xiàn)泥沙絮凝的現(xiàn)象嚴(yán)重。通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)可以表明，在水流速度逐漸減小的情況下，會(huì)增加泥沙的沉積強(qiáng)度，因此必須要保證水流速度能夠大于40厘米每秒，并且對(duì)于顆粒相對(duì)較細(xì)的泥沙來說，不會(huì)出現(xiàn)絮凝和沉降現(xiàn)象。

2.2?泥沙顆粒對(duì)水力機(jī)械產(chǎn)生的影響分析

泥沙顆粒的分析成果不僅會(huì)對(duì)水庫(kù)淤積現(xiàn)象產(chǎn)生一定的影響，還會(huì)對(duì)水利機(jī)械設(shè)備造成一定的影響，隨著水電站的長(zhǎng)期運(yùn)行和使用，水輪機(jī)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損現(xiàn)象，所以為了保證能夠提高水輪機(jī)的使用壽命和使用效率，必須要根據(jù)泥沙顆粒的具體情況對(duì)水輪機(jī)的磨損現(xiàn)象進(jìn)行相應(yīng)的分析，進(jìn)而保證通過對(duì)泥沙顆粒分析成果的研究，提高水利機(jī)械的使用效率。目前泥沙顆粒對(duì)水力機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生的破損影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，第1個(gè)方面是，由于泥沙會(huì)對(duì)過流的部分產(chǎn)生垂直的撞擊，所以具有較大動(dòng)能的泥沙顆粒將會(huì)沖擊水利設(shè)備的表面，同時(shí)，相關(guān)機(jī)械設(shè)備材料在和泥沙顆粒進(jìn)行接觸的過程中會(huì)產(chǎn)生彈性形變，如果其發(fā)生的應(yīng)力過大將會(huì)導(dǎo)致水利機(jī)械設(shè)備的表面出現(xiàn)塑性形變問題，進(jìn)而影響了水力機(jī)械設(shè)備的使用性能和使用壽命。另外在泥沙顆粒還會(huì)對(duì)水利機(jī)械設(shè)備中的過流部件產(chǎn)生切削作用，由于泥沙顆粒的動(dòng)能相對(duì)較大，而且泥沙顆粒的硬度較高，所以直徑較大的泥沙顆粒會(huì)在某一個(gè)角度上對(duì)金屬表面產(chǎn)生沖擊和切削作用，進(jìn)而保證金屬表面的保護(hù)層被切削掉，降低了水輪機(jī)的使用壽命。

最后是造成水力機(jī)械設(shè)備磨損嚴(yán)重的因素和泥沙的具體組成成分有關(guān)，通過相應(yīng)的電子設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，并且對(duì)三峽大壩工程中的水輪機(jī)的泥沙顆粒進(jìn)行相應(yīng)的分析可以表明很多泥沙顆粒具有明顯的棱角，因此，在針對(duì)水利機(jī)械設(shè)備進(jìn)行觀察的過程中，會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)備的表面造成一定的破壞，同時(shí)大部分泥沙顆粒中會(huì)含有35%—40%的石英及長(zhǎng)石物質(zhì)，在長(zhǎng)期不斷流動(dòng)的狀況下，其含量也在逐漸增加，通過對(duì)其物理指標(biāo)進(jìn)行分析，因?yàn)槟嗌持械氖⒑烷L(zhǎng)石的硬度，大于所使用的水輪機(jī)材料中的硬度，所以泥沙的組成成分也會(huì)對(duì)水利機(jī)械的使用產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，并且造成水泥機(jī)械設(shè)備的磨損嚴(yán)重。

結(jié)束語：綜上所述，現(xiàn)階段在我國(guó)水利工程建設(shè)過程中必須要對(duì)泥沙的顆粒進(jìn)行相應(yīng)的分析，并且利用相應(yīng)的分析結(jié)果，對(duì)水利工程的設(shè)計(jì)流程及建設(shè)流程進(jìn)行相應(yīng)的改善，保障我國(guó)水利工程的建設(shè)能夠?yàn)閲?guó)民創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

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