2、排沙闸：与泄洪闸呈一字型布置，共2孔，单孔净宽5.5m，设计泄流流量Q_P=2%=196m³/s, Q_P=0.2%=287m³/s，由平板钢闸门控制。

　　3、进水闸：与冲沙闸呈45°角布置。进水闸共3孔，单孔净宽5m，设计引水流量Q_设计=40m³/s，Q_加大=45m³/s，由平面板钢门控制。进水闸设有一道长30m的悬板式“┓”型挡沙坎。

　　4、上游整治段（即人工弯道）:整治段呈曲线型布置，曲率半径200m，整治段长224.5m，底宽39m。设计洪水Q_P=2%=665m³/s，校核洪水Q_P=0.2%=958m³/s,设计造床流量Q_P=80%=662m³/s。

　　5、冲沙槽:位于上游整治段内与冲沙闸相连，共分两道，单道净宽5.5m，总长60m，槽内设有一道长30m的束水墙。

　　6、下游整治段:呈直线布置，底宽39m，全长115m。为防止河床下切过甚而影响建筑物安全，在下游整治段底部内呈有三道防冲深隔墙。

　　 三）、引水防沙系统工程的设计

　　 （一）引清排沙机理

　　 利用上游引水弯道中水流运动离心力作用产生的横向环流的原理，将弯道内水流底层大量的推移质挑向左岸（凸岸），通过泄洪闸将推移质排至下游。同时，因环流作用使含少量推移质的水流挑向右岸（凹岸），由设在凹岸末端的弯道式冲沙槽进行第二次处理。进入冲沙槽的水流进行第二次横向环流作用，尽可能使推移质偏离进水闸的引水口。进入冲沙槽的推移质由冲沙闸排至下游，基本达到引清排沙的目的。

　　 （二）基础参数的确定

　　 1、造床流量

　　 根据新疆一些成功渠首的经验，在多泥沙河流中选用平滩水位对应的流量作为造床流量，即平均每年发生多次的流量作为造床流量，宜选洪水频率为P=80%～100%。本工程选P=80%，对应流量Q=262m³/s，见表2。

　　 2、推悬比

　　 通过新疆水科所对新疆山区河流推移质输沙率的研究经验，推移质输沙率约占悬移质输沙率的10～15%，本工程取15%。

　　 3、推移质平均粒径

　　 根据新疆较多渠首模型试验，在造床流床流量时，河床的泥沙全部处于运动状态，推移质平均粒径近似地取为渠首段河床质的平均粒径，本工程经河床质颗分曲线查得D₅₀=0.092m。

　　 4、推移质输沙率www.tmgc8.com

　　 据破城子水文站实测推移质平均输沙率130.2kg/s。

　　 （三）引水冲砂系统的设计

　　 1、引水弯道设计

　　 引水弯道设计的主要内容为：引水弯道尺寸的确定（包括：水面宽Bo、水流稳定纵坡J、水深h和平均断面流速V及整治段底宽B），引水弯道半径R、长度L、设计纵坡i。

　　1）、引水弯道基本尺寸确定

　　计算公式如下：

　　 Bo=0.51×A^1.03×Q^0.71×D_CP^0.086/（n^0.41×g_S^0.11）

　　 J =29.18×n^2.05·g_S·/（A^0.13×Q×D_CP^0.43）

　　 h =0.54×n^0.23·Q^0.48·D_CP^0.078/（A^0.58×g_S^0.10）

　　 V =3.6×n^0.18·g_S^0.21·/（A^0.45×Q^0.18×D_CP^0.16）

　　 B =Bo - 2mh

　　 式中：

　　 A：河床稳定系数，取值范围0.9～1.1，本工程选用0.98；

　　 Q：造床流量，本工程选P=80%，洪水频率对应流量为262m³/s；

　　 n：河床自然糙率，本工程选用0.045；

　　 g_S：年平均输沙率，本工程选用130.2kg/s；

　　 D_CP：河床质中值粒径，本工程为0.092m。

　　 将A、Q、n、g_S、D_CP代入以上五式，得：

　　 B=39m、Bo=44.3m、J=1/112、h=1.98、V=3.10m/s

　　 2）、引水弯道半径

　　 为了保证弯道具有良好横向环流及水流稳定条件，本工程经模型试验验证，R=4.5Bo≈200m。

　　 3）、引水弯道长度

　　 为了保证渠首的引水弯道具有设计水流结构，上游引水弯道应有足够的长度，L=（5～6）Bo。本工程取L=5×Bo=5×44.3=221.5m。

　　 4）、引水弯道设计纵坡

　　 本工程所在河段河床平均纵坡为1/120，计算的稳定纵坡大于河床平均纵坡，故本工程选用计算的稳定纵坡1/112作为本工程引水弯道的设计纵坡。

　　2、冲砂槽设计

　　为进一步减少水流中人工弯道凹岸的泥沙量，在进水闸前设置曲线冲砂槽和挡沙坎。

　　1）、冲砂槽设计流量的确定

　　根据国内已建的运行效果较好的冲砂槽工程的成功经验，本工程冲砂闸设计流量选用进水闸引水流量的2倍，即Q_槽=2×Q_引=2×45=90m³/s

　　2）、冲砂槽宽度

　　为利于小流量时间歇性冲砂，冲砂槽分两道，每道净宽5.5m。

　　3）、冲砂槽长度及高度的确定

　　冲砂槽总长度取进水闸闸前侧堰长度的2倍，即2×30m=60m，高度取整治段内造床流量（Q=262m³/s）时对应的水头高度，即2.5m。槽内设有一道短束水墙，长度为30m，高度1.0m。

　　4）、冲砂槽设计纵坡

　　本工程冲砂槽设计纵坡略大于引水弯道的设计纵坡，为1/110。

　　5）、冲砂槽设计流速

　　根据模型试验的结论和拟定的工程运行管理方式，在河道来水大于45m³/s，部分开启或全部开启冲砂闸，冲砂槽开始工作。本工程冲砂槽设计流速为4.3m³/s。

　　6）、冲砂槽弯道半径

　　本工程弯道半径为214.6m。

　　7）、挡砂坎

　　挡砂坎亦为进水闸前的一道侧堰，呈弧线布置，转弯半径220.7m，挡砂坎高1.5m，坎前设“┓”型悬板，悬板宽1.0m。

四、引水防沙效果

　　 经过两年运行，上游人工引水弯道环流作用明显，冲砂槽冲砂效果较好，泥沙经过人工弯道和冲砂槽的两次处理后，进入总干渠的泥沙颗粒普遍在20mm以下，再通过设在渠道上的涡管排沙设施进行第三次处理，基本解决了引水总干渠的泥沙磨蚀问题。

　　参考文献

　　1、陈树林 山区河流卵石河床引水渠首上下游整治段的设计《新疆水利》编辑部1989（6）

　　2、新疆引水渠首 新疆人民出版社1993年（12）

　　3、引水渠首 水利电力出版社1985（2）

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