新型异向流沉沙池结构优化研究.pdf

第54卷第8 期2023年8 月文章编号：10 0 1-417 9(2 0 2 3)0 8-0 19 5-0 8引用本文：付海林，李琳，新型异向流沉沙池结构优化研究J.人民长江，2 0 2 3,54（8）：19 5-2 0 2.人民长江YangtzeRiverVol.54,No.8Aug.,2023新型异向流沉沙池结构优化研究付海林1,2,李琳1，2（1.新疆农业大学水利与土木工程学院，新疆乌鲁木齐8 30 0 52；2.新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室，新疆乌鲁木齐8 30 0 52）摘要：为获得二级泥沙处理设施一一新型异向流沉沙池的较优结构参数组合，采用正交试验的方法，以进流量、薄板间距、泥沙通道宽度、沉沙箱单元宽度为因素，根据L。（3*）标准正交表确定试验工况并开展试验。基于试验结果，应用极差分析获得各因素对沉沙池泥沙截除率影响的权重顺序为：进流量 薄板间距 泥沙通道宽度 沉沙箱单元宽度。应用层次分析法获得了各因素水平的较优组合，含沙浓度为5kg/m时，较优组合为：进流量135L/h，薄板间距2 0 mm，泥沙通道宽度1mm，沉沙箱单元宽度30 cm，泥沙截除率为7 2.7%；含沙浓度为15kg/m时，较优组合参数为：进流量135L/h，薄板间距10 mm，泥沙通道宽度5mm，沉沙箱单元宽度30 cm，泥沙截除率为98.8%。研究结果对新型异向流沉沙池的工程设计具有一定的指导意义。关键词：异向流沉沙池；结构设计；层次分析法；正交试验；支持向量机中图法分类号：S275.60引言西北内陆干旱半干旱地区河流普遍具有水少沙多、汛期含沙量高、泥沙级配分布广的特点，部分河水中的泥沙浓度可达每数十甚至数百kg/m31-3,若不经处理直接引水人库、引水发电、引水灌溉，会造成水库淤积、水电站机组磨损、灌渠淤积及灌水设备报废等问题4-7 。因此,在多沙河流地区修建引水发电及引水灌溉工程时，需要配套修建一级、二级拦沙排沙建筑物对泥沙进行处理。目前工程中广泛应用的二级泥沙处理设施为传统的条形或箱式沉沙池，国内外诸多学者对其开展了大量研究和应用，结果表明传统沉沙池对大粒径的泥沙去除效果较明显。但对于含细颗粒泥沙的水流,如一些粒径小于0.0 3mm的泥沙占含沙总量40%以上的河流8-9，传统沉沙池拦沙排沙效果并不理想，未去除的泥沙会堵塞后续用水系统中的过滤收稿日期：2 0 2 2-10-2 7基金项目：国家自然科学基金项目（52 0 6 90 2 8）；新疆水专项（2 0 2 0.C006）；新疆自治区研究生科研创新项目（XJ2021G162）作者简介：付海林，男，硕士研究生，研究方向为水力学及河流动力学。E-mail:通信作者：李琳，女，教授，博士，研究方向为水力学及河流动力学。E-mail:lilin_文献标志码：AD0I:10.16232/ki.1001-4179.2023.08.028器和微灌设备，给农业灌溉和生产造成不利影响，而若为了去除细颗粒泥沙而扩大沉沙池规模，又往往受到土地面积的限制。为了进一步提高高浓度含细沙水流中细颗粒泥沙的沉降效率，减小占地面积,国内外学者陆续研发了新型的泥沙处理设施，如斜板沉沙池10 、斜管沉沙池1、分离鳃12 等。相关研究表明，新型泥沙处理设施相较于传统沉沙池而言，占地面积小，对细颗粒泥沙的沉降效率高，但沉沙池的斜板或斜管内易积存泥沙、排沙耗水量大、造价高13-17 ；分离鳃应用于泥沙动水沉降时截除率降低，且其结构形式不便于清淤与维修18-2 0 基于目前工程中二级泥沙处理设施的应用现状及存在的问题,笔者所在课题组研发了一种新型水沙分离装置新型异向流沉沙池2 1（专利号：ZL202011376457.4）。该装置可实现高效率、低能耗、无淤积、自清洗、绿色无污染的细颗粒泥沙预处理。李196琳等2 2 探明并揭示了该装置高效沉沙的机理，确定了薄板最佳布置倾角。但目前该沉沙池的泥沙截除率和结构参数（进流量大小、薄板间距、泥沙通道宽度及沉沙箱单元宽度）间的响应关系尚不明确，工程应用时缺乏设计依据。因此，本文通过系统试验和理论分析相结合的方法对新型异向流沉沙池结构参数对泥沙截除率的影响及其较优参数组合开展研究，建立泥沙截除率计算模型，为该沉沙池结构设计优化和工程应用提供理论依据。1试验方法及过程1.1亲新型异向流沉沙池工作原理新型异向流沉沙池（见图1）由有压进水管、有压进水箱、沉沙箱、薄板、集沙箱、排沙管和无压出水池组成，水沙混合物自有压进水管流入进水箱，进水箱内设有隔水挡板将进水箱和集沙箱分隔，使泥沙沉降过程不受进流干扰。水沙混合物在沉沙箱内实现异向水沙分离，分离后的“清水”沿沉沙池顶部及左边墙向上游流动进入出水池，通过清水出流通道由溢流槽排出；泥沙则沉降于薄板上（每个沉沙箱单元内置有多层且沿长度和宽度方向倾斜布置)并沿薄板表面滑动进人右边墙处的泥沙通道，随即在泥沙通道自由沉降至底板，最终汇入集沙箱内，在泥沙通道的自由沉降过程会形成“沙帘”现象。集沙箱顶部设有盖板，防止集沙箱内泥沙二次悬浮。图1所示人民长江为沉沙池宽度固定时将沉沙箱分为两个单元的情况（黑色箭头表示水流流向，红色箭头表示泥沙沉降路径），设每个单元宽度为D，泥沙通道宽度为（薄板低端与右边墙形成的间距），薄板间距为B（两薄板间的垂直距离）。1.2许试验装置、材料及方案本次研究采用的沉沙池装置长96 cm、宽30 cm、高110 cm,薄板的倾角为6 0 为45（为薄板沿沉沙箱单元宽度方向的倾角，为薄板沿沉沙池长度方向的倾角）。以进流量A、薄板间距B、泥沙通道宽度C和沉沙箱的单元宽度D为影响因素，选择L（34)的标准正交表2 3 确定试验工况，各影响因素及取值见表1。表中沉沙箱单元宽度是指沉沙池宽度不变（试验中固定为30 cm），沉沙箱被均分成不同数量的单元时每一单元的宽度，如沉沙箱被分成3个单元时，其对应的沉沙箱单元宽度为10 cm。该沉沙池主要应用于南疆地区的河流泥沙处理，该区域主要河流汛期的平均含沙浓度为5kg/m，最大含沙浓度不超过15kg/m，细颗粒泥沙含量高，且以小于0.0 7 5mm的泥沙为主2 4。因此，结合实际河流中的泥沙特征及工程当中对泥沙拦截的需求，试验中水流含沙浓度S、选定为5kg/m和15kg/m,试验用泥沙级配曲线如图2 所示，其中粒径小于0.0 7 5mm的颗粒占8 0%，颗粒中值粒径dso为0.029 mm。2023年出水池、沉沙箱、主流区薄板一沙帘大泥沙通道泥沙运动轨迹一沙帘进水箱、进水管一抽水泵一集沙箱/排沙管一搅拌泵(a)俯视图(a)Topview(b)工作原理(b)Working principle图1新型异向流沉沙池Fig.1 New sedimentation tank of anisotropic flow第8 期Tab.1 L,(3*)standard orthogonal test design试验组A/(L h-)113521353135454055406540710808108091080100%90708888101Fig.2Grading curve of sediment particle1.3评价指标泥沙截除率是评价沉沙池性能的重要指标，其数值大小可直观反映水沙分离效率的高低。进水口和溢流口的含沙浓度S,、S.通过式(1)计算得出2 5,根据式（2)计算沉沙池泥沙截除率，试验采用间歇式排沙方式,每组试验运行12 0 min。S=(m 瓶+浮水-m瓶+水)p.(p.-pu)VmS,-S。100%S,式中：n.为泥沙截除率，%;S为含沙浓度，kg/m;Vm为锥形瓶的体积,m；m瓶+泽水为锥形瓶和浑水的质量，kg;m瓶+为锥形瓶和蒸馏水的质量，kg;p.为泥沙密度,kg/m;p为水密度,kg/m。1.4评价方法本文采用的分析方法有极差分析法、层次分析法和支持向量机法。先通过极差分析法判断各影响因素的主次关系，再通过层次分析法优选出各影响因素的最优水平，最后运用支持向量机的方法获取新型异向流沉沙池的泥沙截除率回归预测模型。层次分析法（AHP）是将复杂问题分解为各个组成部分的层次结构，一般可分为3个层次：测试指标层、因素层、水平层。本次试验中测试指标层对应泥沙截除率；因素层对应进流量、薄板间距、泥付海林，等：新型异向流沉沙池结构优化研究表1L,(3)标准正交试验设计影响因素B/mmC/mm5110320553105201551012030.10.01颗粒直径/mm图2 泥沙颗粒级配曲线197沙通道宽度、沉沙箱单元宽度；水平层对应1，2，3水平。假设试验中的4个因素分别用Q表示，水平用i表示，每个因素对应下的水平用T,表示（i=D/cm3015101030151510300.001(1)(2)1,2,3,4;j=1,2,3）。若试验指标越大越好，则令M,=T,;否则令M=1/T。则可得水平层对试验影响的效应矩阵：M.000M21000000M/2000M22000M3200Q=0000001/t001/tzS=00R,为因素Q的极差,则可得因素对试验的影响权重矩阵：RR2C=4ZRZR:ZR.ZR.J台整合矩阵Q、S、C,可得各因素水平对指标的影响权重w=QSCT。支持向量机2 6-2 7 （SVM）有着严格的理论基础，能够解决小样本、非线性、高维、局部极小点等实际问题，具有良好的学习促进和非线性映射能力，通过求解凸二次优化问题，保证局部最优解是全局最优解。对于非线性回归问题，假设（）是非线性映射，K(u,u）是满足Mercer条件的对称函数，可得核函数K(u,）=（u）（)。则非线性回归优化问题可转化为通过式(6)求目标函数(7)的最大值：Max W(;,;)=-2(.-:)y:-(.+i)ei=100M1300M2300M33000M.400M2400M34000001/t;001/t4R,44Z(;-:)(,-,)K(x,x)+(6)(3)V.M;(4)0=1R44(5)198人民长江2023年(;+)=0(a)试验组次1i=1,2,3,.,k 0 i,C式中:K(x;x,)是核函数。本次试验采用非线性回归模型，影响因素与泥沙截除率的非线性关系可描述为y=SVM（x）,y 为泥沙截除率,x=（，x 2，x 3,x 4），X，2，x 3，4分别为进流量、薄板间距、泥沙通道宽度和沉沙箱单元宽度，通过学习样本建立式（8）的函数。f(x)=Z(;-i)(x;x)+b2结果及讨论2.1水水沙分离现象分析图3为试验进行2 h、含沙浓度为15kg/m时,不同试验组次的水沙分离现象。图3（a），（b）为试验组次1、3下的水沙分离现象，进流量均为135L/h。图3（a)中清浑交界面位于进水池1/2 高处，图3(b)中清浑交界面与进水池盖板齐平。由两小图中出水池的局部放大图可知，虽然清浑交界面高低有差异，但两组出水池中水的透明度相差无几。这说明，沉沙池中薄板间距越小，池中的清浑交界面越低，相同时间泥沙沉降速度越快。这是因为薄板间距越小，薄板越多，湿周越大，水流流速越小，越有利于泥沙沉降，泥沙沉降路径随薄板间距减小而缩短，经过较短的时间沉降至薄板后以较大的滑动速度运动至泥沙通道后排出。试验组次4 9的试验现象类似,故图3（c），（d)中仅列出了试验组次4和5的试验现象，进流量均为540 L/h。从图3（c），（d）中可以看到,由于进流量较大，两沉沙池均未出现清浑交界面，沉沙箱内的水沙分离现象无明显差异，这是因为流量增大，紊动强度增大，泥沙更易随水流向上运动。另外发现，进流量较大时,沉沙池内出现了“沙帘”现象，如图3（c），（d）所示。对比可知试验组次5的“沙帘”相较试验组次4的更密集，说明泥沙通道宽度过小不利于薄板上的泥沙快速排出，且会降低沉沙池的截除效率。这是因为泥沙通道过小易被堵塞，会阻碍泥沙在通道内的沉降，同时当泥沙淤积在通道无法及时排出时，会出现沉降下来的泥沙再次悬浮并随水流溢出的现象。当泥沙通道宽度增加后，堵塞现象消失，有利于泥沙的及时排出，提高了沉沙池的拦沙排沙效率。2.2极差分析基于正交试验结果（见表2）的泥沙截除率极差分析结果列于表3中。表中K,表示第i因素1水平下所(7)(8)(a)Test group 1(b)试验组次3(b)Test group 3(c)试验组次4(c)Test group 4(d)试验组次5(d)Test group 5图3不同试验组次试验现象Fig.3 Test phenomena of different test groups对应试验指标和的平均值,以此类推。极差R，反映了第i因素水平变动时试验指标的变动幅度。R，越大，说明该因素对试验指标的影响越大。由表3可知，在不同含沙浓度的试验工况下，各因素对泥沙截除率的影响因素主次顺序一致。按对泥沙截除率影响作用大小排序，进水口流量的极差最大，其次是薄板间距、泥沙通道宽度和沉沙箱单元宽度，故各因素对泥沙截除率的影响主次顺序为ABCD。2.3层次分析法分析极差分析虽然可得出敏感因素的主次顺序，但得不到因素各水平对试验指标的影响权重。利用层次分析法（AHP)对正交试验数据进行统计分析，可得出各因素水平对泥沙截除率的影响权重，以更全面分析正交试验结果。以含沙浓度5kg/m的正交试验结果为第8 期试验组A/(L h-)113521353135454055406540710808108091080Tab.3Range analysis of sediment trapping efficiency含沙浓度/因素(kg:m3)515例,应用层次分析法对其进行分析。基于表3的数据计算得到水平层对泥沙截除率的效应矩阵Q：66.307045.923025.2270044.920039.513053.023Q=000000为将矩阵Q归一化,求解矩阵S：0.007000.007S=00随后将表2 中的极差R，代人矩阵C中,得到因素层对泥沙截除率的影响权重矩阵：C,=0.6190.20330.1150.0631(11)同理，可得含沙浓度为15kg/m时，因素层对泥沙截除率的影响权重矩阵：付海林，等：新型异向流沉沙池结构优化研究表2 正交试验结果C2=0.669Tab.2Results of orthogonal test影响因素B/mmC/mmD/cmp,=5 kg/m3p,=15 kg/m511032055310520155101203表3泥沙截除率极差分析K.iKi2A66.307B44.920C49.000D47.570影响主次A93.423B61.517C63.910D66.130影响主次0000000001990.1520.1390.0401(12)因素矩阵C,和C,中的权重系数虽大小有差异，泥沙截除率/%但其系数均呈现一致递减的规律，表明各因素对泥沙3070.341556.211072.371038.103042.671557.001526.321019.663029.70Ks45.92325.22739.51353.02341.33747.12046.51043.377ABCD61.71738.97072.49360.10059.43070.77062.88365.097ABCD00000049.00041.33747.120049.570046.510043.37700000.007000.007J90.8794.1295.2853.6577.0054.540.0346.3630.52R41.08013.5107.6634.19354.45312.39311.3403.24700000000截除率的影响权重大小依次为：进流量（A）薄板间距（B）泥沙通道宽度（C）沉沙箱单元宽度（D），与极差分析法的结果一致。将Q右乘矩阵S并归一化,再乘矩阵C的转置，可得不同水平下各因素对泥沙截除率的影响权重矩阵(13):66.30745.92325.227044.920039.513053.023Wi=QScT=0000000.007000.007000.00700(9)同理可得，含沙浓度为15kg/m时，不同水平下各因素对泥沙截除率的权重大小2：W,=0.322 0.213 0.134 0.048 0.057 0.0470.046 0.042 0.051 0.015 0.013 0.012T(14)(10)矩阵中1 3、4 6、7 9、10 12 组数据分别为3水平下因素A、B、C、D 对泥沙截除率的影响权重系数,系数越大,水平越佳。由，可知,4因素对泥沙截除率最大影响权重系数的水平为：An=0.298、B3=0.078、C=0.0 41、D=0.0 2 2（A 为含沙浓度5kg/m,1水平下A因素对截除率的影响权重,其他类似）得到因素的最佳水平为：进流量135L/h、薄板00000000000T 0.61800000.007 JL 0.063-00000049.00041.33747.120047.570046.510043.377J0.29870.2070.1140.0660.0590.2030.0780.1150.0410.0350.0390.0220.021L0.020J(13)000000000200间距2 0 mm、泥沙通道宽度1mm、沉沙箱单元宽度30cm。由可知,4因素对泥沙截除率最大影响权重系数的水平为:A21=0.322、B2=0.0 57、C2 3=0.0 51、D 2 1=0.015（A 2 i为含沙浓度15kg/m，1水平下A因素对截除率的影响权重，其他类似），得到因素的最佳水平为：进流量135L/h、薄板间距10 mm、泥沙通道宽度5mm、沉沙箱单元宽度30 cm。从上述优选结果可以看出，泥沙截除率主要受沉沙池水流流速影响，当泥沙粒径一定时，其自由沉降速度一定，沉沙池过流量越大，流速越大，泥沙在沉沙池内的停留时间越短，易随流溢出，故小流量时泥沙沉降效率高于大流量情况，沉沙池截除率高。相同流量下含沙浓度为15kg/m时优选出的泥沙通道宽度为5mm，而含沙浓度为5kg/m时优选出的泥沙通道宽度为1mm，优选结果略有差异。这是因为浓度为15kg/m时，单位时间内从薄板上滑人泥沙通道的泥沙多于含沙浓度为5kg/m的工况，泥沙通道为1mm和3mm时泥沙颗粒之间发生挤压,堵塞泥沙通道，阻碍泥沙沉降，而5mm的泥沙通道未出现堵塞现象。需要注意的是，在泥沙不堵塞通道的情况下，泥沙通道宽度不宜过大。由水体连续性可知，泥沙在下沉过程中会引起等体积的水体上升，干扰泥沙下沉，在泥沙不堵塞通道的前提下，通道越宽，泥沙在通道内沉降的速度越慢，扩散几率越大，更易随上升水体一同运动至出口，不利于泥沙的沉降排出。在两种含沙浓度下沉沙箱宽度优选结果均为30 cm，沉沙箱单元数不同时单元内薄板宽度则会不同。由文献2 2 可知，泥沙沉降至薄板上后,其运动速度大于无薄板水流中的速度，故应尽可能增加泥沙在薄板上的滑移距离，减少泥沙在泥沙通道中沉降距离。当沉沙箱被划分为多个单元时，改变了单个单元内泥沙在薄板上的滑移距离和进入泥沙通道后沉人池底的距离，沉沙箱单元越宽，泥沙在薄板上的滑移距离越长，进入泥沙通道后的沉降距离越短，故较宽的沉沙箱单元宽度更有利于泥沙沉降。从表2 可以看出，试验组次3在含沙浓度为5kg/m和15kg/m时泥沙截除率均最高。在含沙浓度为15kg/m时分别对沉沙池进水口和排沙口泥沙采样，烘干后应用密度计法进行颗分试验，结果如表4所列。各级粒径泥沙截除率见表5，表明该沉沙池具有高效沉降水流中细沙的能力。2.4支持向量机(SVM)仿真计算崔桂梅等2 8 建立并分析了基于线性（Linear）核函数、多项式（Poly）核函数、高斯（RBF）核函数3种支持向量机的回归预测模型,得知RBF_SVM基础模型人民长江拟合效果最好。本文选取核函数为RBF的支持向量机回归模型，输人数据为进流量、薄板间距、泥沙通道宽度、沉沙箱单元宽度，输出数据为泥沙截除率，以模型决定参数（R），均方误差（MSE）作为模型的评价指标,将表2 中试验组次1 6 和8 9的试验数据作为训练集，训练拟合模型，得到含沙浓度为5kg/m和15kg/m时回归模型的惩罚系数c分别为10 0、10 0 参数g分别为0.1和0.17,模型的决定系数R均为0.9 9 9 9，均方误差（MSE）分别为1.1910-*和5.57 10-。表4试验组次3泥沙颗粒级配Tab.4Sediment particle grading for test group 3小于某粒径的泥沙质量百分比/%位置0.002mm0.005mm0.01 mm0.025mm0.05mm0.075mm0.1 mm0.5mm进水口2.48排沙口4.97Tab.5Sediment trapping efficiency of different particlesizes for test group 3粒径/mm0.510.1 0.50.075 0.10.05 0.0750.025 0.050.01 0.0250.005 0.010.002 0.005为了检验上述模型的精度，用表2 中的试验组次7和文献2 2 中的试验数据对泥沙截除率进行预测，具体结果见表6。由表6 可知，不同含沙浓度时绝对误差范围分别为：0.46%8.8 5%（5kg/m）、3.52%9.40%（11k g/m）、1.7 6%（15k g/m）,绝对误差均小于10%，模型较稳定，预测精度较高。表6 基于SVM回归模型检验的泥沙截除率Tab.6Test of sediment trapping efficiency be SVMregression modelP/A/试验工况(kg?m3)(L h-)文献2 2 工况511试验组次7 工5况15基于以上回归模型，计算了表1中各因素及其水平下全面组合共计8 1组数据的泥沙截除率，计算结果2023年中值粒径/n1mmmm12.4328.1546.5661.7113.5527.86表5试验组次3各级粒径泥沙截除率截除率/%100.099.799.399.198.690.486.782.1实测泥沙SVM回归模型绝对B/mmC/mmD/cm截除率/%预测值/%误差/%4520902018020270203602045209020180202702036020108055151080580.3184.1192.1697.01 0.02945.3461.0311011011011011011011011011011051582.1186.1294.5100.000.03088.5381.0975.8967.0453.2756.8946.4945.2739.1134.0970.8474.3661.8868.1952.1055.9540.8446.6833.0542.4526.3226.7840.0341.797.448.853.621.225.023.526.313.855.849.400.461.76第8 期见图4。图4中试验组次1 2 7、2 8 54、55 8 1的进流量分别为135L/h、540 L/h 和10 8 0 L/h。通过图4可得：沉沙池的截除率随着进流量增加而下降，当进流量一定时，随着各组次沉沙池结构尺寸的变化，泥沙截除率会随之变化。在所有预测值中，含沙浓度为5kg/m和15kg/m时泥沙截除率的最大值分别为72.7%和98.8%，相应的较优结构参数组合与层次分析法选出的最佳水平组合工况一致，即含沙浓度为5kg/m时，较优组合为：进流量135L/h、薄板间距2 0mm、泥沙通道宽度1mm、沉沙箱单元宽度30 cm；当含沙浓度为15kg/m时，较优组合为：进流量135L/h、薄板间距10 mm、泥沙通道宽度5mm、沉沙箱单元宽度30 cm。100r9080F口60口5020100Fig.4Prediction value of sediment trapping efficiency3结论本文基于正交试验法对新型异向流沉沙池结构参数开展了优化研究，并结合极差分析法、层次分析法和支持向量机模型对试验结果进行了分析，主要得到如下结论：（1）新型异向流沉沙池各因素对泥沙截除率的影响权重顺序为：进流量 薄板间距 泥沙通道宽度沉沙箱单元宽度。进流含沙浓度为5kg/m时，各参数较优水平组合为：进流量135L/h、薄板间距2 0 mm、泥沙通道宽度1mm、沉沙箱单元宽度30 cm；进流含沙浓度为15kg/m时，各参数较优水平组合为：进流量135L/h、薄板间距10 mm、泥沙通道宽度5mm、沉沙箱单元宽度30 cm。（2）基于试验结果建立了以泥沙截除率为因变量，进流量、薄板间距、泥沙通道宽度和沉沙箱单元宽度为自变量的SVM回归模型，不同含沙浓度时拟合优度（R）分别为：0.9 9 9 9（5kg/m）和0.9 9 9 9（15kg/m），对应MSE分别为：1.1910-*和5.57 10*5。经过检验，本文提出的SVM回归模型的绝对误差均小于10%，模型较稳定，预测精度高。付海林，等：新型异向流沉沙池结构优化研究2021,42(5):74-81.2 董耀华，长江流域河流泥沙与治河防洪研究及实践J.长江科学院院报,2 0 2 1,38(10):7-15.8.83吴协保，黄俊威，宁小斌，等.珠江流域土地石漠化和河流泥沙含S,=5kg/m,A=135L/hS,=5kg/m,A=540L/hoS,=5kg/m,A=1080L/h27品口口918图4泥沙截除率预测值201工程设计时，若待处理泥沙粒径级配与本次试验所用泥沙级配接近，可以不同含沙浓度下较高泥沙截除率时的较优参数水平组合作为新型异向流沉沙池的标准单元；当实际工程所需处理流量远大于本次试验采用的流量时，可并联多个沉沙池标准单元以满足实际处理流量的要求。若待处理泥沙的粒径小于本次试验所用泥沙，可进行相关模型试验确定出标准单元的沉沙池长度，其他尺寸保持不变。参考文献：1】刘法贵，周苗苗.黄河小浪底花园口段泥沙沿程淤积与溯源淤积模型仿真分析J.华北水利水电大学学报（自然科学版），量的动态变化J.水土保持通报,2 0 2 1,41（3）：2 2-30.A-S,=15kg/m,A=135L/hl4 许全喜，袁晶.2 0 2 0 年三峡水库泥沙淤积特点及原因分析J.人-S,=15kg/m,A=540L/hS,=15kg/m,A=1080L/h44427364554组次民长江,2 0 2 2,53（5）：7-13.5 廖姣，张兴，张文明.高水头混流式水轮机内部固液两相流数值分析J】.人民长江,2 0 17,48（7)：8 3-8 7.6 王和平，柳海鹏.乌鲁瓦提水电厂水机部分抗磨蚀处理J，人民长江,2 0 0 7,38 1(8)：139-140,149.6372817王照熙，赵雪，张文倩，等.灌溉水磁化处理对水肥一体化滴灌滴头堵塞的影响J.农业工程学报,2 0 2 1,37(2 0）：12 7-135，8 钱胜，全海杰，马翠丽，等.黄河下游高含沙洪水分组泥沙冲淤特性研究J.人民黄河,2 0 2 1,43（增2）：2 0-2 2.9袁强，张曼，周建军.悬移质换沙能力水槽实验方法探讨J.水力发电学报,2 0 2 1,40(2)：2 0-30.10赵法鑫，李琳，杨力行，等.基于正交试验的翼片式斜板沉沙池截除率研究J.中国水利水电科学研究院学报，2 0 2 0 18（5）：417-425.11 高永聪，刘晓燕.斜管沉沙池在乌市石墩子山水厂取水枢纽工程中的应用J.中国农村水利水电，2 0 0 8,10（7）：7 9-8 0.12邱秀云，龚守远，严跃成，等.一种新型水沙分离装置的研究.新疆农业大学学报,2 0 0 7,15（1）：6 8-7 0.13 董玉萍，牟献友，文恒.多级斜板式水沙分离装置试验J，水利水电科技进展,2 0 13,33（5）：52-56.14张莉平，刘振乾，方晞.斜板预沉处理黄河高浊度水的试验研究J.山西大学学报（自然科学版）,2 0 0 7,11（1)：111-114.15李焕才，王孝思.水电站斜板况沙池试验研究J.泥沙研究，1986,12(2):26 33.16 谭立新，唐敏，徐长贺.斜板对竖流式沉淀池影响的三维数值模拟J.水力发电学报，2 0 18,37（10）：8 6-95.17王克远，李云开，杨培岭，等.引黄滴灌斜管式重力沉沙池流场特性数值模拟J.排灌机械工程学报，2 0 18,36（10）：10 41-10 46.18 陶洪飞，邱秀云，李卫鹏，等.分离鳃最优鳃片间距的静水沉降试验J.水利水电科技进展，2 0 13,33（4）：49-53.195张继领，陶洪飞，姜有为，等.动水条件下分离鳃水沙分离效率的分析J.节水灌溉，2 0 19,16（5）：41-45.20张继领，陶洪飞，李巧，等.动水条件下含沙量对分离鳃水沙分离效率的影响J.水电能源科学,2 0 19,37（10）：5-10.21李琳，谭义海，张军，等.一种沉沙池：CN112604327BP.2021-20206 29.22李琳，付海林，谭义海，等.新型异向流沉沙池泥沙沉降特性试验与机理分析J.农业工程学报,2 0 2 1,37（16）：90-98.23 任露泉.试验优化设计与分析M.北京：高等教育出版社，2003.24张菊梅.塔里木河引水枢纽淤积问题与对策分析J.塔里木大学学报,2 0 10,2 2(3):10 4-10 8.25 涂启华，杨责斐.泥沙设计手册M.北京：中国水利水电出版社,2 0 0 6.人民长江26YA F J,SONG L B,SUN J,et al.Application of SVM and PCA-CSalgorithms for prediction of strip crown in hot strip rolling J.Jour-nal of Central South University,2021,28(8):2333-2344.27YAN H L,LI Y 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sedimenttrapping efficiency was obtained by range analysis from large to small:the flow rate,spacing between two plates,the width of sedi-ment channel,the unit width of sedimentation box.The better combination of each factor level was obtained by the analytic hierar-chy process method.When the inlet sediment concentration was 5kg/m,the better combination was:flow rate of 135 L/h,spacingbetween two plates of 20mm,width of sediment channel of 1mm,unit width of sedimentation box of 30 cm,and trapping efficiencyWas 72.7%.When the inlet sediment concentration was 15kg/m,the better combination was:flow rate of 135 L/h,spacing be-tween two plates of 10 mm,width of sediment channel of 5 mm,unit width of sedimentation box of 30 cm,and trapping efficiencywas 98.8%.The research results can provide guidance for the design of the new anisotropic flow sedimentation tank.Key words:anisotropic flow sedimentation tank;structure design;analytic hierarchy process method;orthogonal experiment;support vector machine