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表 １ 水源含沙颗粒粒径分析表
筛孔尺寸?ｍｍ 分计筛余量?ｇ 分计筛余百分比?％ 累计筛余百分比?％
０．６ ０．３ ０．０６ ０．０６
０．３ ０．２ ０．０４ ０．１０
０．１５ １．７ ０．３４ ０．４４
０．０７５ ３５．８ ７．１６ ７．６０
筛底 ４６１．７ ９２．３ ９９．９０
的大小，而水头损失凸显出水流流过断面时与边界相互作用而克服水流阻力所做的功，采用进口断面
至进水池入口断面的水头损失 Ｈ作为一项评价指标，其计算公式 ［９］ 为：
ｆ
Ｈ ＝ （Ｐ － Ｐ ）? ρ ｇ （１）
ｏｕｔ
ｉｎ
ｆ
式中：Ｈ为水头损失；Ｐ 、Ｐ 分别为进、出口总压强；ρ 为水沙两相流密度；ｇ为重力加速度。
ｉｎ
ｏｕｔ
ｆ
过水流道的断面流速分布均匀度 珔 能够反映断面流速分布的均匀性 ［１０］ ，泵站进水结构两侧存在
Ｖ
ｕ
大范围旋涡回流区且主要分布在进水结构中后区域，而断面流速分布均匀度可以真实的反映出断面区
域的流场分布情况。同时进水前池中机组吸水管的进水条件还会影响到机组性能的发挥，在多机组泵
站中各机组参数不统一、吸水管进水条件不同且流速均匀度缺乏规律性，为充分反映泵站进水结构流
场特性，构建泵站进水结构多断面均值流速分布均匀度 Ｍ 珔 和基于流量加权的多机组吸水管综合流
Ｖ
ｕ，ｓ
速分布均匀度 Ｃ 珔 评价指标，其计算公式为：
Ｖ
ｕ，ｐ
ｕ）
１ ∑ （ｕ － 珔 ａ ２
Ｖ ａｉ × １００％ （２）
珔 ＝
ｕ １ －
珔 ａ槡 ｍ
ｕ
１
Ｍ 珔 ＝ （ 珔 ＋ 珔 ＋ 珔 ） （３）
Ｖ
Ｖ
Ｖ
Ｖ
ｕ，ｓ ｕ，１?２ ｕ，３?４ ｕ，ｓｕｍｐ
３
∑ （ 珔 × Ｑ ）
Ｖ
ｕ，Ｎ
Ｎ
Ｃ 珔 ＝ （４）
Ｖ
ｕ，ｐ
∑ Ｑ Ｎ
Ｖ ｕ 为断面平均轴向流速；ｕ 为断面各单元的轴向流速；ｍ为断面
ｕ ａｉ
式中： 珔 为断面流速分布均匀度； 珔 ａ
所划分的单元个数；Ｍ 珔 为泵站进水结构多断面均值流速分布均匀度； 珔 ｕ，１?２ 、 珔 ｕ，３?４ 分别为进水方向
Ｖ
Ｖ
Ｖ
ｕ，ｓ
１?２、３?４位置断面流速分布均匀度； 珔 为进水池入口断面流速分布均匀度；Ｃ 珔 为基于流量加权
Ｖ
Ｖ
ｕ，ｓｕｍｐ
ｕ，ｐ
的泵站机组吸水管综合流速分布均匀度； 珔 为第 Ｎ台机组吸水管的特征断面流速分布均匀度；Ｑ 为
Ｖ
ｕ，Ｎ Ｎ
第 Ｎ台机组流量。
３ 流场特性参数优化模型
３．１ 流场特性关键参数确定 泵站进水结构的水力设计参
数主要有扩散角 θ 、长度 Ｌ、总宽度 Ｂ、底部纵坡 ｉ、吸水管
Ｔ
的淹没深度 ｈ、悬空高度 Ｃ、后壁距 Ｔ等，如图 ２所示。
ｓ
选取的典型泵站于 １９７０年代建成，因此其设计参数受
当时设计与施工条 件影 响具 有一定 的不合理性，参 考 现行
《泵站设计规范》（ＧＢ５０２６５—２０１０） ［１１］ 对各水力参数进行复
核并明确其取值范围，因此选取扩散角 θ 、总宽度 Ｂ、底部
纵坡 ｉ、悬空高度 Ｃ、淹没深度 ｈ、后壁距 Ｔ等 ６个因素作
ｓ
为泵站进水结构关键参数，其初始值与具体取值范围如表 ２
所列。 图 ２ 泵站进水结构示意图
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